高中选修3-1-2电与磁物理知识点

高中选修3-1-2电与磁物理知识点

第一章、电 场

一、电荷 ：

1、自然界中有且只有两种电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。 电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2、电荷守恒定律：电荷既不会创造，也不会消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一个部分转移到另一个部分。

“起电”的三种方法：摩擦起电，接触起电，感应起电。实质都是电子的转移引起：失去电子带正电，得到电子带等量负电。 3、电荷量Q ：电荷的多少

元电荷：带最小电荷量的电荷。自然界中所有带电体带的电荷量都是元电荷的整数倍。 密立根油滴实验测出：e=1.6×10—19C 。 点电荷：与所研究的空间相比，不计大小与形状的带电体。

库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的静

电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。

2

r Qq

k

F

公式：k = 9×109 N·m2/C2

二、电场：

1、电荷间的作用通过电场产生。电场是一种客观存在的一种物质。电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

2、电场强度E：放入电场中的电荷所受电场力与它的电荷量q的比。E=F/q

单位：N/C或V/m

E是电场的一种特性，只取决于电场本身，与F、q等无关。

普通电场场强点电荷周

围电场场

强

匀强电场

场强

公

式

E=F/q E=U/d

方向与正电荷受电场

力方向相同

与负电荷受电场

力方向相反

沿半径方

向背离+Q

沿半径方

向指向—

由“+Q”

指向

“—Q”

2

r

Q

k

E

Q

大小电场线越密，场强越大

各处场强

一样大

3、电场线：形象描述场强大小与方向的线，实际上不存在。疏密表示场强大小，切线方向表示场强方向。一率从“+Q”指向“—Q”。正试探电荷在电场中受电场力顺电场线，负电荷在电场中受电场力逆电场线。

电场线的轨迹不一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。只有电场线为直线，带电粒子初速度为零时，两条轨迹才重合。任意两根电场线都不相交。

4、静电平衡时的导体净电荷只分布在外表面上，内部合场强处处为零。导体是一个等势体。

三、电势与电势能：

1、电势差U：将电荷q从电场中的一点A移至

B点时，电场力对电荷所做的功W AB与电荷q 的比。U= W AB /q 。电势差是一个标量。公式中的三个物理量计算时要注意“+，—”符号。U= W AB /q只取决于电场两点位置，与W、q等无关。单位：V

电势φ：将电荷q从电场中的一点A移至无穷远时，电场力对电荷所做的功W与电荷q的比。通常取大地与无穷远处为零电势点。单位：V

电势差的大小与零电势点的选取无关，只与电场中的两点位置有关；电势的大小与零电势点的选取有关。U AB=φA—φB

2、沿着电场线的方向，电势越来越低。电场线方向为电势降低最快的方向。顺电场线方向算电势差为“+”，逆电场线方向算电势差为“—”。

电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。

3、电子伏（eV）是电功、电势能的单位。1 eV = 1.6×10—19J。

4、在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。等势面一定电场线垂直。电场线的方向由高等势

面指向低等势面。等势面越密，场强越大。 例：作出上面几个图中的等势面。

四、电容C ：

1、 电容C ：任何两个彼此绝缘的又相隔很近的物体组成电容。

2、 计算方法：电容器所带电荷量Q

与电容器

两极板电压的比。

电容表示电容器容纳电荷的本领，与Q 、U 等无关。

额定电压：电容器长期工作时所能承受的最大电压。

击穿电压：击穿电容器的电介质使电容器损坏的电压。 U 额定

3、 单位：法拉（F ）。1F=106μF=1012pF

4、 平行板电容器的电容计算公式：

例：一个两个极板分别带±1.6×10

—10

C 的电容，

电容量为5pF ，两极板电压U 是 ，将两极板用导线连接后，带电量是 ，两极板电压U 是 ，电容量是 ，拿走导

U

Q

U Q C ∆∆==

kd

S

C πε4=

线后带电量是

，两极板电压U

是，电容量是。

例：电容量改变后各个物理量的更变。

改变情况电容

电荷量

Q=CU

电压

U=Q/C

场强

E=U/d

d 变大d 变大

kd

S C

π

ε

4

=

dm

qU m qE m F a 2

===

12

22

2224221dU L U mdv qL U at y ===1

220200

2dU L

U mdv qL U v at

v v tg y

===

=

φφ

tg L y 2

=

电荷飞出偏转电场时，好象是从偏转电场中点沿直线飞出似的。 讨论：

当v 0一样时，只要q/m

五、带电粒子在电场中的运动：

1、 带电粒子在

U （U 1）的加速： W=ΔE k 1/2 mv 2 = qU

式中，U 是两极电压，电场不一定是匀强电场。 2、带电粒子在U 2中的偏转：类似平抛

m

qU v 2=

v L t =