高考物理电磁学专题基础知识经典收藏
高考物理电磁学必考知识点
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高考物理电磁学必考知识点随着科技的发展和社会的进步,电磁学在我们的日常生活中扮演了极为重要的角色。
在高考中,电磁学也是一门重要的考试科目。
本文将为大家介绍高考物理电磁学的必考知识点。
一、电荷和电场电荷是物质的基本性质之一,有正电荷和负电荷之分。
而电荷之间的相互作用表现为电场。
电场是指周围空间中存在电荷的物体所受到的力的结果。
电场强度E定义为单位正电荷所受到的力的大小。
电场强度的方向与力的方向一致。
点电荷的电场强度为:E=k×(Q/r²)其中,k为电场强度系数,Q为电荷量,r为距离。
二、电势和电势差电势是测量电场力作用的大小的物理量。
电势差是指从一点移动到一个点所做的功与电荷量的比值。
电势差∆V可以按照下面的公式计算:∆V=W/Q其中,W为做功,Q为电量。
三、电流和电阻在电路中,电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。
电流的单位是安培(A)。
I=Q/t其中,I为电流,Q为电荷量,t为时间。
电阻是指电阻器等导体对电流的阻碍程度。
电阻的单位是欧姆(Ω)。
四、欧姆定律欧姆定律是描述电流、电压和电阻之间关系的定律。
欧姆定律的公式为:U=IR其中,U为电压,I为电流,R为电阻。
五、电磁感应电磁感应是指通过磁场改变导体中的电流的现象。
根据电磁感应定律,当磁通量Φ发生变化时,导体内会产生感应电动势E。
∆E/∆t=-dΦ/dt六、法拉第电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小等于变化磁通量Φ对时间的导数。
E=-dΦ/dt七、电磁波电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
根据电磁波的频率,可以将其分为不同的波段,包括射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
八、光的折射和反射光在不同介质中传播时会发生折射和反射。
根据斯涅尔定律,入射角、折射角和折射率之间有一定的关系。
n₁sinθ₁=n₂sinθ₂其中,n₁和n₂分别是两个介质的折射率,θ₁和θ₂分别是入射角和折射角。
高中物理电磁学知识点梳理
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高中物理电磁学知识点梳理高中物理的电磁学是电学和磁学的综合学科,主要研究电荷间的相互作用以及电磁场的产生和作用。
下面是电磁学的主要知识点梳理。
1.静电学静电学是电磁学的基础,主要研究静止的电荷及其之间的相互作用。
知识点包括:-电荷的性质:电量、电荷守恒定律、电荷的量子化-受力特性:库仑定律、电场强度、电场线、电势能、电场中静电能量的计算-电场的应用:电场与导体的静电平衡、电容器、电场中的运动粒子2.恒定磁场恒定磁场研究磁场中的电流及其受力情况。
知识点包括:-磁场的性质:磁场强度、磁感应强度、磁感线、磁场力-洛伦兹力:洛伦兹力定律、磁场对带电粒子的运动轨迹的影响-磁场的应用:电流的感应磁场、磁场中的运动粒子、电流在磁场中的感应力、直导线在磁场中的力、电动机、电磁铁等3.电磁感应电磁感应研究磁场对电流的产生和电流对磁场的影响。
知识点包括:-法拉第电磁感应定律:感生电动势的大小和方向、感生电动势的计算-楞次定律:电磁感应中的能量守恒、自感系数的计算-互感:互感系数、互感电动势的计算-变压器:构造、工作原理、换电压比4.交流电交流电研究电流的周期性变化和交变电场的特性。
知识点包括:-交变电流的特点:周期、频率、角频率、有效值-阻抗和电感:交流电路中的电阻、电感、电容、有功功率、无功功率和视在功率的计算-交流电路的分析:串、并联电路的电流、电压、功率的计算-高压输电:三相交流电输电线路的设计5.真空电子学与半导体器件真空电子学研究真空中的电子流动和真空管的原理。
知识点包括:-电子的发现和性质:阴极射线、电子的电量和质量-阴极射线管:电子的聚焦、加速和偏转、荧光屏和示波器等半导体器件研究半导体材料中的电流传导和电子器件的工作原理。
知识点包括:-半导体的性质:导电性、P-N结、半导体中的载流子、P-N结的正向和反向特性-二极管:P-N结的整流作用、二极管的工作原理、应用-晶体管:P-N-P和N-P-N型晶体管的工作原理、放大和开关应用以上是高中物理电磁学的主要知识点梳理,学好这些知识点,能够基本掌握电磁学的基本原理和应用。
高中物理电磁学知识点汇总
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高中物理电磁学知识点汇总电磁学是高中物理的重要内容之一,涵盖了电荷、电场、电流、磁场等基本概念。
掌握好电磁学知识点,对于理解物理世界的基本规律和解决实际问题至关重要。
下面对高中物理电磁学知识点进行汇总归纳,帮助同学们系统地复习和巩固相关内容。
1. 电荷和电场电荷的基本性质:电荷的量是离散的,具有正负两种属性,同性相斥异性相吸。
库仑定律:描述电荷间相互作用的力与电荷量之间的关系,具体表达为$F=k\frac{q_1q_2}{r^2}$。
电场的概念:电场是描述电荷周围空间中电荷相互作用的物理量。
电场强度:电场在空间中的分布情况,可以通过单位正电荷在某一点受到的力来描述。
电场力:电荷在电场中受到的作用力,具体计算可利用$F=qE$。
2. 电荷守恒和高斯定理电荷守恒定律:闭合系统内的总电荷不会改变,电荷守恒是对自然界普遍存在的规律性认识。
高斯定理:电场的散度在闭合曲面上的通量等于该曲面内的电荷总量除以真空介电常数,即$\oint_S E\cdot dS=\frac{Q}{\varepsilon_0}$。
3. 电容和电容器电容的基本定义:电容是描述电路存储电荷能力的物理量,通常用$C$表示。
电容器的分类:电容器根据结构和功能可以分为平行板电容器、球形电容器、电解质电容器等。
电容公式:电容器的电容$C$与几何尺寸、介质材料等因素相关,计算公式为$C=\frac{Q}{U}$。
4. 电流和电阻电流的定义:电荷在单位时间内通过导体横截面的数量称为电流,通常用$I$表示。
电阻的概念:导体阻碍电流流动的程度称为电阻,单位为欧姆,通常用$R$表示。
欧姆定律:描述电路中电流与电压、电阻之间的关系,表达为$U=IR$。
5. 磁场和电磁感应磁场的定义:描述磁力作用下物体所受到的力和作用点之间的关系。
洛伦兹力:带电粒子在电磁场中受到的洛伦兹力是电场力和磁场力的合成。
麦克斯韦方程组:电场和磁场之间的相互作用规律由麦克斯韦方程组全面呈现。
物理高三电磁学重点知识总结与典型题解析
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物理高三电磁学重点知识总结与典型题解析导言:电磁学是物理学中的一个重要分支,它研究的是电和磁的相互作用关系。
在高中物理的学习中,电磁学是一个重要的内容,也是高考物理考试中的必考点。
本文将对高三电磁学的重点知识进行总结,同时提供一些典型题目的解析,希望能帮助学生复习和巩固相关知识。
一、电场与电势1. 电场的概念与性质:电场是指电荷在周围的物质中产生的一种作用力场。
电场强度的定义为单位正电荷所受到的力。
根据库仑定律,电场强度与电荷量成正比,与距离的平方成反比。
2. 电势差与电势能:电势差是指单位正电荷从某一点移动到另一点所做的功。
电势差与电场强度的关系为 V = E × d。
电势能是单位正电荷在电场中由某一点移动到无穷远所具有的能量。
例题解析:已知两个电荷的电势差为10V,如果将其中一个电荷的电量增大2倍,则电势差会发生怎样的变化?解析:电势差与电量成正比关系,因此电势差会增大2倍,即变为20V。
二、电场强度与电势分布1. 均匀带电直线:当沿垂直连线方向移动时,电场强度大小保持不变,方向由正电荷指向负电荷;当沿平行连线方向移动时,电场强度大小按反比例减少,方向同样由正电荷指向负电荷。
电势沿线分布均匀。
2. 均匀带电平面:垂直于带电平面的方向上,电场强度大小保持不变,方向垂直于带电平面的向外;平行于带电平面的方向上,电场强度不存在,电势为常数。
例题解析:一块带正电的无限大带电平面,其电势为+100V。
现在在电场中引入一个电荷,当电荷在距离平面10cm处,电势为多少?解析:对于带电平面,电势为常数,因此与距离无关,所以电势也是+100V。
三、静电场的高斯定律1. 高斯定律的表述:高斯定律是描述电场的一个重要定律,它表达了电场通过一个封闭曲面的总电通量与该曲面内包围的总电荷量之间的关系。
数学表达式为Φ = Q/ε0,其中Φ表示电通量,Q表示包围在封闭曲面内的总电荷量,ε0为电场常数。
2. 高斯定律的应用:高斯定律可以用来求解各种情况下的电场分布。
高中物理电磁学知识点
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高中物理电磁学知识点1. 电荷与电场电荷: 物质的基本属性,分为正电荷和负电荷。
电荷的多少用库仑(C)表示。
库仑定律: 两个静止点电荷之间的作用力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
电场: 电荷周围存在的一种特殊物质,能够对放入其中的电荷产生作用力。
电场强度: 电场对单位正电荷的作用力,用牛顿/库仑(N/C)表示。
2. 电流与磁场电流: 电荷的定向移动形成电流,用安培(A)表示。
欧姆定律: 导体中的电流与两端电压成正比,与电阻成反比。
安培力: 电流在磁场中受到的力,其方向与电流方向和磁场方向垂直。
磁感应强度: 磁场对单位长度导线中单位电流的作用力,用特斯拉(T)表示。
3. 电磁感应法拉第电磁感应定律: 闭合回路中的磁通量发生变化时,回路中会产生感应电动势。
楞次定律: 感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量的变化。
自感现象: 电流变化时,线圈自身会产生感应电动势,阻碍电流的变化。
4. 电磁波麦克斯韦方程组: 描述电磁场的基本方程组,揭示了电磁场与电荷、电流之间的关系。
电磁波: 电磁场在空间传播的波动,其传播速度为光速。
电磁波的发射和接收: 通过天线可以实现电磁波的发射和接收,从而实现无线通信。
5. 电磁学在科技中的应用电磁感应: 电动机、发电机、变压器等设备的工作原理都基于电磁感应。
电磁波: 无线通信、雷达、微波炉等设备都利用了电磁波的特性。
电磁场: 磁悬浮列车、核磁共振成像等技术的应用都离不开电磁场。
电磁学知识点的掌握需要通过理论学习和实验探究相结合的方式进行。
通过深入理解电磁学的基本原理,我们可以更好地应用电磁学知识来解决实际问题,并推动科技的发展。
高中物理电磁学知识点1. 电荷与电场电荷: 物质的基本属性,分为正电荷和负电荷。
电荷的多少用库仑(C)表示。
库仑定律: 两个静止点电荷之间的作用力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
电场: 电荷周围存在的一种特殊物质,能够对放入其中的电荷产生作用力。
电磁学物理高考知识点归纳
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电磁学物理高考知识点归纳电磁学是物理学中的一门重要学科,也是高考物理考试的重点内容之一。
掌握好电磁学的基础知识,对于解答试题、提高分数至关重要。
本文将对电磁学物理高考知识点进行归纳,以帮助读者更好地复习和应对考试。
一、电场与电势电场是描述电荷周围空间的物理量,它表示单位正电荷所受到的电力。
电场强度的计算公式为E=KQ/R^2,其中E为电场强度,K为库仑常数,Q为电荷量,R为距离。
电势是描述电场中各点电荷状态的物理量,它是单位正电荷所具有的电势能。
电势的计算公式为V=KQ/R,其中V为电势,K为库仑常数,Q为电荷量,R为距离。
二、电场与导体在导体中,电荷能够自由移动,并且在静电平衡状态下,电荷分布在导体表面。
在导体表面,电场强度垂直于表面,并且电场强度最大。
导体中的任意一点的电势相等,且内部电场强度为零。
导体表面的电势与电场强度之间存在关系,即电场强度的方向指向电势降的方向。
三、电容与电容器电容是表示电荷与电势之间关系的物理量,它是电荷量和电势之比。
电容的计算公式为C=Q/V,其中C为电容,Q为电荷量,V为电势。
电容器是一种能够储存电荷的装置,它的基本构成包括两块导体板和之间的介质。
根据导体板之间的介质不同,可以将电容器分为电容分布均匀的平行板电容器和电容分布不均匀的非平行板电容器。
四、电流与电路电流是描述电荷在导体中移动的物理量,它表示单位时间内通过导体横截面的电荷量。
电流的计算公式为I=Q/t,其中I为电流,Q为电荷量,t为时间。
电路是电流在导线中流动的路径,根据导线的连接方式,电路可以分为串联电路和并联电路。
串联电路中,电流只有一条路径可以流通;而并联电路中,电流可以分流通过多条路径。
五、电阻与电阻器电阻是描述导体对电流流动阻碍程度的物理量,它是电压和电流之比。
电阻的计算公式为R=U/I,其中R为电阻,U为电压,I为电流。
电阻器是一种能够产生电阻的元件,它通常由金属丝制成,丝的长度和截面积决定了电阻的大小。
高中物理电磁学知识点整理
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高中物理电磁学知识点整理电磁学是物理学的一个重要分支,研究电荷在空间中的运动和相互作用。
在高中物理课程中,电磁学是一个重点内容,学生需要掌握许多基本的电磁学知识点。
下面将对高中物理电磁学知识点进行整理和归纳。
一、电荷和电场1. 电荷的性质:正电荷和负电荷、它们之间的相互作用。
2. 元电荷:电荷的最小单位,一个质子和一个电子的电荷量。
3. 超导体:电荷自由运动的材料,内部电场强度为零。
4. 电场概念:在空间中某点的场强与电荷之间的相互作用力。
二、电场中的电荷运动1. 静电平衡:电场中的电荷受力平衡的状态。
2. 静电场中的电荷分布:在电场中,电荷会向场强方向移动。
3. 电场力与电场强度:电场力的大小与电荷的大小和电场强度有关。
4. 电场线:用以表示电场强度方向的曲线。
5. 等势面:垂直于电场线的曲面,上面点的电势相同。
三、电场与电势1. 电势差与电势能:电荷在电场中移动时所具有的能量。
2. 电势差与电场强度之间的关系:沿电场线方向,电势降低的速率等于场强。
3. 等电势面上电场强度的性质:等电势面上电场强度与电场力垂直。
4. 电势差的计算:电势差等于电场力沿路径做功的量。
四、电流和电阻1. 电流的概念:单位时间内电荷通过导体横截面的数量。
2. 电流的方向:正电荷流动的方向。
3. 电阻的影响:电阻导致电流受阻,产生热量。
4. 电流的大小与方向:电流大小与导体中电荷的数量成正比,方向由正极到负极。
五、电路中的基本元件1. 电动势:电源供电的原动力。
2. 内阻和外阻:电源内部电阻和外部电路电阻的区别。
3. 电阻、电容和电感的特性:不同元件导致电路特性的差异。
4. 阻抗的计算:交流电路中的阻抗由电阻、电容和电感共同组成。
综上所述,高中物理电磁学知识点包括电荷和电场、电场中的电荷运动、电场与电势、电流和电阻以及电路中的基本元件等内容,通过理解这些知识点,学生能够更好地掌握电磁学的基本理论,为今后的学习和研究打下坚实的基础。
高考电磁学基础知识点
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高考电磁学基础知识点电磁学是物理学中的重要分支,它研究电荷和电感之间的相互作用以及电磁波的传播规律。
在高考中,电磁学作为物理学的一部分,占据了重要的比重。
下面,我们将着重介绍高考中的电磁学基础知识点。
一、电荷与电场电荷是电磁学的基本概念,它分为正电荷和负电荷。
根据库伦定律,相同电荷相互之间会发生排斥作用,不同电荷之间则会发生吸引作用。
电荷会在空间中形成电场,电场是一种能量场。
电场可以通过电场强度来描述,电场强度的单位是牛顿/库伦。
在高考中,电场强度的计算公式是kQ/r^2,其中k为库伦常量。
二、电场中的力和电势差在电场中,电荷之间会产生相互作用力。
根据库伦定律,电荷在电场中受到的作用力与电场强度成正比。
作用力的方向与电荷之间的相对位置有关。
如果电荷是正电荷,则力的方向指向负电荷;如果电荷是负电荷,则力的方向指向正电荷。
电场中的力通过电势差来进行描述。
电势差是单位正电荷从一个点移动到另一个点所做的功。
电势差可以通过电势差公式ΔV=W/q计算,其中ΔV表示电势差,W表示做功,q表示电荷。
三、电流与电阻电流是电荷在导体中流动产生的现象,它的方向与正电荷流动的方向相反。
电流可以通过电流公式I=q/t来计算,其中I表示电流,q表示电荷,t表示时间。
在导体中,电流的产生和传输需要克服阻力。
电阻是导体对电流流动的阻碍。
电阻的大小可以通过欧姆定律进行计算,欧姆定律认为电流与电阻成正比,与电压成反比。
欧姆定律的公式为I=U/R,其中I表示电流,U表示电压,R表示电阻。
四、电磁感应与法拉第定律当导体运动或磁场变化时,会产生感应电动势。
电磁感应是电磁学中的重要现象,它是通过磁场与导体之间的相互作用而产生的。
根据法拉第定律,感应电动势与导体内的磁通量变化有关。
磁通量的大小可以通过磁通量公式Φ=B·A计算,其中Φ表示磁通量,B表示磁场强度,A表示面积。
法拉第定律中还有一个重要的概念:法拉第电磁感应定律。
它指出,感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
【精品】高考物理电磁学专题基础知识经典收藏
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电 场知识要点:(1)电场强度E 和电势U 均是场的自身性质,与检验电荷存在与否无关。
电容量C 是电容器的自身性质,与是否带电无关。
用比值法定定义:E F U q C Q U ===1,,ε只是定义式,量度式,不是决定式。
(2)理解分式含义,注意公式的适用条件:E F q=,是普遍适用的;E K Q r =2是电量为Q 的场电荷(点电荷)在距其r 处的场强公式;E U d =,沿场强方向单位长度上的电势降落在数值上等于场强,只适用于匀强电场。
电场力做功。
W qU qU qU AB A B A B ==-=-εε是普遍适用的,而W Eq S =·只适用于匀强电场中。
(3)带电粒子在电场中的平衡,加速和偏转等问题都是力学和电场知识的综合应用,从力的角度认识问题要注意电场力的特点,从功和能的角度认识问题要注意电场力做功的特点和电势能跟其它形式能的转化关系。
电荷及电荷守恒定律①电荷是物质的一种固有属性,自然界中只有存在正负两种电荷,失去部分电子时物体带正电,获得部分电子时物体带负电,带有多余正电荷或负电荷的物体叫带电体,习惯上有时把带电体叫做电荷,静止电荷在周围空间产生静电场,运动电荷除了产生电场之外还产生磁场,因此静止或运动电荷都会受到电场力作用,只有运动电荷才能受到磁场作用。
电荷的多少叫电量。
基元电荷e = 1.6×10-19C ,②使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种、即摩擦起电、接触起电和感应起电, ③电荷守恒定律:物理学的基本定律之一。
在与外界没有电荷交换的系统内,总电荷量不变。
电荷的总量既不能创造,也不能消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一个物体转移到另一部分。
电荷守恒定律是从大量实验概括得出的自然界的基本规律,对宏观现象、微观现象都适用,对所有惯性参考系都适用。
库仑定律:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量乘积成正比,跟它们间距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
高三物理电磁学知识点
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高三物理电磁学知识点电磁学是物理学的重要分支,研究电荷的运动和相互作用。
在高三物理学习中,电磁学是必须掌握的一部分内容。
下面将详细介绍高三物理电磁学的主要知识点。
一、电场和电势1. 电场:电场是指电荷在周围空间中产生的一种力场。
电场的强度用电场强度表示,符号为 E。
电场中某一点的电场强度大小等于该点单位正电荷所受到的电场力的大小。
2. 电势:电势是指单位正电荷从无穷远处移到某一点所做的功。
电势的单位是伏特(V)。
电势差等于两点间的电势之差。
3. 库仑定律:库仑定律是描述两个点电荷间电场强度和电荷之间距离的关系。
库仑定律公式为 F = k * |q1 * q2| / r^2,其中 F 为电荷相互作用力,k 为库仑常量,q1 和 q2 分别为两个电荷的大小,r 为电荷之间的距离。
二、磁场和磁感线1. 磁场:磁场是物质中存在的一种特殊力场,由磁荷或电流产生。
磁感应强度 B 是磁场的物理量,表示磁力对单位试验磁荷的作用。
2. 磁感线:磁感线是表示磁场线的一种方式。
磁感线是从北极指向南极,并形成闭合曲线。
3. 磁通量:磁通量是磁感线穿过某个面积的数量。
磁通量的单位是韦伯(Wb)。
三、电磁感应1. 法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起感应电流的现象。
它的数学表达式为ε = -dφ/dt,其中ε 是感应电动势,dφ/dt 是磁通量关于时间的变化率。
2. 楞次定律:楞次定律规定感应电流的方向。
根据楞次定律,感应电流的方向总是阻碍产生它的磁场变化。
四、电磁振荡和电磁波1. 电磁振荡:电磁振荡是指电磁场的能量以波动形式传播的过程。
经典的电磁振荡就是电磁波。
2. 电磁波:电磁波是以电磁场作为媒介,传播电磁能量的波动现象。
根据波长的不同,电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同波长的区域。
五、电磁场中的能量传播和辐射1. Poynting矢量:Poynting矢量描述了电磁场的能量传播方向和能量传播速率。
高三物理电磁学中的基础知识与应用
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高三物理电磁学中的基础知识与应用电磁学是物理学中非常重要的一个分支,掌握电磁学的基础知识对于高三学生来说至关重要。
本文将就高三物理电磁学中的基础知识与应用展开论述。
一、电磁学的基本概念1.1 电荷与电场电荷是基本粒子之一,具有正电荷和负电荷两种。
同性电荷相斥,异性电荷相吸。
电场是电荷产生的一种物质的属性,可以通过电荷的电场力线描述。
1.2 电荷守恒定律电荷守恒定律是指一个封闭系统中,电荷的总量保持不变。
即电荷不能自动生成、消失或改变。
1.3 静电场和静电力静电场是指电荷不随时间变化的电场。
静电力是由于电荷之间的相互作用而产生的力。
1.4 电场强度电场强度是描述电场的物理量,用E表示,是单位正电荷所受到的力的大小。
在均匀电场中,电场强度的大小与电荷、距离之间呈反比。
二、电磁感应定律2.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是指一个电路中的导线中存在磁通量变化时,导线两端会产生感应电动势。
该定律的数学表达式为:感应电动势=-N(dΦ/dt),其中N是线圈的匝数,Φ是磁通量,t是时间。
2.2 楞次定律楞次定律是指自感电动势的方向总是阻碍磁场变化产生自感磁场的变化。
2.3 电磁感应中的应用电磁感应定律在生活中有广泛的应用,如发电机、变压器等设备中,都是利用电磁感应现象来实现能量转化。
三、电磁场的基本性质3.1 电磁波的产生电磁波是电场和磁场相互作用产生的一种能量传播现象。
电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
3.2 电磁波的特性电磁波有频率、波长、振幅和速度等特性。
频率和波长之间满足v=fλ的关系,其中v是电磁波的传播速度,f是频率,λ是波长。
3.3 光的折射和反射光的折射是指光线由一种介质传播到另一种介质时,其传播方向的改变。
光的反射是指光线遇到界面时,部分或全部返回原来介质的过程。
四、电磁感应和电磁场的应用4.1 电磁感应应用举例:发电机发电机是利用电磁感应现象将机械能转化为电能的设备。
高考物理电磁学的知识总结
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高考物理电磁学的知识总结高中物理中的电磁学部分是重点也是难点,在高考中占有较大的比重。
下面我们就来对这部分知识进行一个全面的总结。
一、电场1、库仑定律真空中两个静止的点电荷之间的作用力,与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
其表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$为静电力常量,$k = 90×10^9 N·m^2/C^2$。
2、电场强度用来描述电场强弱和方向的物理量。
定义为放入电场中某点的电荷所受的电场力$F$跟它的电荷量$q$的比值,即$E =\frac{F}{q}$。
其单位是牛/库(N/C)。
3、电场线为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
电场线从正电荷或无穷远出发,终止于负电荷或无穷远。
电场线的疏密表示电场的强弱,电场线上某点的切线方向表示该点的电场方向。
4、电势和电势能电势是描述电场能的性质的物理量,定义为电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值,即$\varphi =\frac{E_p}{q}$。
电势能是电荷在电场中具有的势能,与电荷的电荷量和所在位置的电势有关,即$E_p = q\varphi$。
5、匀强电场电场强度大小和方向都相同的电场。
在匀强电场中,电场强度与电势差的关系为$E =\frac{U}{d}$,其中$d$为沿电场方向两点间的距离。
二、电容1、电容器两个彼此绝缘又相距很近的导体就组成一个电容器。
电容器的作用是储存电荷。
2、电容电容器所带电荷量$Q$与电容器两极板间的电势差$U$的比值,叫做电容器的电容,即$C =\frac{Q}{U}$。
电容的单位是法拉(F)。
3、平行板电容器的电容平行板电容器的电容与极板的正对面积$S$成正比,与极板间的距离$d$成反比,与极板间介质的介电常数$\varepsilon$成正比,即$C=\frac{\varepsilon S}{4\pi kd}$。
高中物理电磁学知识点归纳大全
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高中物理电磁学知识点归纳大全一、电场。
1. 电荷与库仑定律。
- 电荷:自然界存在两种电荷,正电荷和负电荷。
电荷的多少叫电荷量,单位是库仑(C)。
- 库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
表达式为F = k(q_1q_2)/(r^2),其中k = 9.0×10^9N· m^2/C^2。
2. 电场强度。
- 定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值,叫该点的电场强度,E=(F)/(q)。
单位是N/C或V/m。
- 点电荷的电场强度:E = k(Q)/(r^2)(Q为场源电荷电荷量)。
- 电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
3. 电场线。
- 电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
电场线从正电荷或无穷远出发,终止于负电荷或无穷远;电场线越密的地方电场强度越大。
4. 电势与电势差。
- 电势:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,φ=(E_p)/(q)。
单位是伏特(V)。
- 电势差:电场中两点间电势的差值,U_AB=φ_A - φ_B,也等于把单位正电荷从A点移到B点电场力所做的功,U_AB=frac{W_AB}{q}。
5. 等势面。
- 电场中电势相等的点构成的面叫等势面。
等势面与电场线垂直;电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
6. 电容器与电容。
- 电容器:两个彼此绝缘又相距很近的导体可组成一个电容器。
- 电容:电容器所带电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值,C=(Q)/(U),单位是法拉(F),1F = 1C/V。
平行板电容器的电容C=(varepsilon S)/(4πkd)(varepsilon为介电常数,S为极板正对面积,d为极板间距)。
二、电路。
1. 电流。
- 定义:电荷的定向移动形成电流,I=(Q)/(t),单位是安培(A)。
高中物理电磁学知识点归纳
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高中物理电磁学知识点归纳电磁学作为高中物理课程的重要内容之一,涉及到许多基础知识和理论。
在学习电磁学的过程中,了解并掌握相关知识点对于理解更深层次的原理和应用至关重要。
下面将对高中物理电磁学的一些重要知识点进行归纳总结。
1. 电荷与电场电荷是电磁学的基本概念之一,分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
在空间中,带电体会产生电场,电场是描述电荷间作用力的物理量。
电场强度的定义为单位正电荷所受到的力。
电场中的力满足叠加原理,即多个电荷叠加形成的电场等于单个电荷产生的电场的矢量和。
2. 高中物理电磁学知识点归纳:电流与磁场电流是电荷在导体中的移动形成的,电流产生磁场。
磁场可以通过环路积分来描述,即安培环路定理。
磁感应强度B描述磁场强度,单位为特斯拉。
电流在磁场中受到洛伦兹力的作用,洛伦兹力的大小由qvBsinθ决定。
穿过导体环路的磁通量变化会引起感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可以计算感应电动势的大小。
3. 磁场的产生和改变磁场可以由通电导线产生,安培环路定理可以用来计算产生的磁场强度。
磁场的改变会引起感应电流产生,根据楞次定律可以判断感应电流的方向。
磁场中的磁通量不随时间变化的区域内感应电动势为零。
磁场线是无源的,环路周围不存在单磁北极或南极。
4. 电磁感应与自感通过改变磁通量可以产生感应电动势,对于变压器和发电机的工作原理至关重要。
自感是指导线中的电流改变时所产生的自感应电动势。
自感的存在会导致电路中电流变化受到抑制,体现为电感的感性作用。
电感的单位为亨利,可以通过NΦ/I来计算。
5. 麦克斯韦方程组电磁学的理论基础是麦克斯韦方程组,包括高斯定理、高斯环路定理、法拉第电磁感应定律和安培环路定理。
通过麦克斯韦方程组可以描述电磁场的变化规律,揭示电磁波的传播特性。
电磁波是由电场和磁场正交振动形成的,是自由空间中的一种横波。
总的来说,高中物理电磁学作为物理学中的重要分支,涉及到许多基础概念和理论。
高中物理电磁学知识点总结
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高中物理电磁学知识点总结一、静电场1. 电荷与库仑定律- 基本电荷(元电荷)的概念- 电荷守恒定律- 库仑定律:两个点电荷之间的相互作用力2. 电场- 电场强度的定义和计算- 电场线的性质- 电场的叠加原理3. 电势能与电势- 电势能和电势的定义- 电势差的计算- 等势面的概念4. 电容与电容器- 电容的定义和计算- 平行板电容器的电容公式- 电容器的串联和并联5. 静电场中的导体- 导体的静电平衡状态- 电荷在导体表面的分布- 尖端放电现象二、直流电路1. 电流与电压- 电流的定义和单位- 电压的概念和测量- 欧姆定律2. 串联和并联电路- 串联电路的电流和电压规律 - 并联电路的电流和电压规律3. 电阻- 电阻的定义和单位- 电阻的计算- 电阻的串联和并联4. 基尔霍夫定律- 基尔霍夫电流定律- 基尔霍夫电压定律- 基尔霍夫定律的应用5. 电源与电动势- 电源的概念- 电动势的定义和计算- 电池组的电动势和电压三、磁场1. 磁场的基本概念- 磁极和磁力线- 磁通量和磁通量密度2. 磁场的产生- 电流产生磁场的原理- 磁矩的概念3. 磁场对电流的作用- 安培力的计算- 洛伦兹力公式4. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律- 楞次定律- 感应电动势的计算5. 电磁铁与变压器- 电磁铁的工作原理- 变压器的基本原理- 变压器的效率和功率传输四、交流电路1. 交流电的基本概念- 交流电的周期和频率- 瞬时值、最大值和有效值2. 交流电路中的电阻、电容和电感 - 交流电路中的电阻特性- 电容和电感对交流电的影响 - 阻抗的概念3. 交流电路的分析- 串联和并联交流电路的分析 - 相量法的应用- 功率因数的计算4. 谐振电路- 串联谐振和并联谐振的条件- 谐振频率的计算- 谐振电路的应用五、电磁波1. 电磁波的产生- 振荡电路产生电磁波的原理- 电磁波的传播特性2. 电磁波的性质- 电磁波的速度和波长- 电磁谱的概念3. 电磁波的应用- 无线电通信- 微波技术- 光波和光通信以上是高中物理电磁学的主要知识点总结。
2023年高考物理基础电磁学基础知识点清单
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2023年高考物理基础电磁学基础知识点清单在2023年高考物理考试中,电磁学是一个非常重要的知识点。
以下是2023年高考物理基础电磁学的核心知识点清单,供考生参考和复习使用。
1. 电荷和电场- 电荷的量子化和电荷守恒定律- 定义电场,电场强度的计算公式- 电场线的性质和规律- 静电力和库仑定律2. 电场中的运动- 带电粒子在电场中的受力和加速度- 带电粒子的运动轨迹和速度的关系- 电场中的等势线和电势差- 电势能和电势能差的计算方法3. 电荷分布- 点电荷和均匀带电球壳的电场- 均匀带电直棒和均匀带电平面的电场- 电势的叠加原理和电势差的计算- 高斯定理和电场的散度4. 电容器和电容- 电容器的基本结构和工作原理- 电容的定义和计算公式- 并联和串联电容的等效电容- 电容器的充放电过程和电能储存能力5. 电流和电阻- 电流的定义和计算公式- 电阻的定义和计算公式- 欧姆定律和电阻的串并联- 电流的连续性和电量守恒定律6. 电阻器和电功率- 电阻器的结构和特性- 电阻器的色标识别和串并联- 电功率的定义和计算公式- 短路和开路条件下的电路中电功率的变化7. 磁场和磁感应强度- 磁感线和磁感应强度的定义- 磁场中电荷的受力和运动轨迹- 定义磁通量,法拉第电磁感应定律 - 洛伦兹力和电磁感应现象8. 磁场中的运动- 带电粒子在磁场中的受力和加速度 - 带电粒子的运动轨迹和速度的关系 - 磁场中的力矩和磁偶极子- 磁场中的匀速圆周运动和距离的关系9. 长直导线和电流环- 长直导线的磁场和安培定律- 电流环的磁场和磁场强度的计算- 长直导线和电流环的互相作用力- 磁场的叠加原理和磁场强度的计算10. 电磁感应和交变电流- 电磁感应的原理和现象- 法拉第电磁感应定律和自感现象- 交变电流的定义和特性- 交变电流中电压和电流的关系11. 电磁波和电磁谱- 电磁波的性质和传播特性- 电磁辐射和电磁波的能量传播规律- 电磁谱的分类和应用领域- 光的电磁波本质和光的折射与反射请考生根据以上知识点清单,有针对性地进行复习和掌握,提高对2023年高考物理基础电磁学的理解和解题能力。
大学物理电磁学基础知识点汇总
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大学物理电磁学基础知识点汇总一、电场1、库仑定律库仑定律描述了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着它们的连线。
其表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$为库仑常量,$q_1$和$q_2$为两个点电荷的电荷量,$r$为它们之间的距离。
2、电场强度电场强度是描述电场力的性质的物理量,定义为单位正电荷在电场中所受到的力。
其表达式为:$E =\frac{F}{q}$。
对于点电荷产生的电场,其电场强度的表达式为:$E = k\frac{q}{r^2}$,方向沿径向向外(正电荷)或向内(负电荷)。
3、电场线电场线是用来形象地描述电场的一种工具。
电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线的切线方向表示电场强度的方向。
静电场的电场线不闭合,始于正电荷或无穷远,终于负电荷或无穷远。
4、电通量电通量是通过某一面积的电场线条数。
对于匀强电场,通过平面的电通量为:$\Phi = ES\cos\theta$,其中$E$为电场强度,$S$为平面面积,$\theta$为电场强度与平面法线的夹角。
5、高斯定理高斯定理表明,通过闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量的代数和除以$\epsilon_0$。
即:$\oint_S E\cdot dS =\frac{1}{\epsilon_0}\sum q$。
高斯定理是求解具有对称性电场分布的重要工具。
二、电势1、电势电势是描述电场能的性质的物理量,定义为把单位正电荷从电场中某点移动到参考点(通常取无穷远处)时电场力所做的功。
某点的电势等于该点到参考点的电势差。
点电荷产生的电场中某点的电势为:$V = k\frac{q}{r}$。
2、等势面等势面是电势相等的点构成的面。
等势面与电场线垂直,沿电场线方向电势降低。
3、电势差电场中两点之间的电势之差称为电势差,也称为电压。
其表达式为:$U_{AB} = V_A V_B$。
高中物理电磁学知识点总结
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高中物理电磁学知识点总结1. 电荷与电场•电荷的基本性质:电荷是物质微观粒子的一个性质,分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
•库仑定律:描述了电荷之间的相互作用力,其大小与电荷的多少和距离的平方成反比,与两电荷间的相对位置有关。
•电场:由电荷产生的一种物理场。
通过引入电场概念,可以用来描述电荷之间的相互作用力。
电场强度的定义为单位正电荷所受到的力。
•电场力与电势能:电场力做功将电势能转化为动能或其他能量形式。
•高斯定律:描述了电场的产生和分布。
通过高斯定律可以计算出由电荷分布产生的电场。
2. 电场感应和电磁感应•电场感应:当电荷或电流改变时,其周围会产生变化的电场。
这个变化的电场对其他电荷也产生作用,即电场感应。
电感应是一种间接的电场作用方式。
•长导线的电磁感应:当导体中存在变化的磁场,导体内部会产生感应电动势。
根据此原理可以实现电能的传递和变换。
•法拉第电磁感应定律:当磁场的变化通过一个线圈时,线圈中就会产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁场变化的快慢成正比。
•楞次定律:描述了磁场和电场相互作用的规律,其中的一个关键概念是法拉第电磁感应定律中的负号。
根据楞次定律可以判断感应电流的方向。
3. 直流电路和交流电路•电阻、电流和电压关系:欧姆定律描述了电阻、电流和电压之间的关系,即电流大小与电压的比例成正比,与电阻的大小成反比。
•电阻、电流和电压的能量转换:电流通过电阻时,会产生热量,这是电能转化为热能的过程。
•串联和并联电路:在串联电路中,电流只有一条路径可以流通,而在并联电路中,电流可以有多条路径。
根据欧姆定律,可以计算出串联和并联电路的电阻、电流和电压。
•交流电:交流电的方向和大小随着时间的变化而变化。
交流电可以方便地进行电能的传输和变换,可以通过变压器来改变电压大小。
4. 电磁波和光的性质•电磁波的波动性质:电磁波是由变化的电场和磁场相互作用而产生的。
电磁波具有波动性质,包括波长、频率、波速等特征。
高三物理电磁学知识点归纳
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高三物理电磁学知识点归纳电磁学是物理学的一个重要分支,研究电学和磁学之间的相互关系。
在高三物理学习中,电磁学是一个关键的知识点。
下面是对高三物理电磁学知识点的归纳总结。
1. 静电场静电场是指宏观空间中带电粒子对周围空间产生的电场分布。
静电场的特点是电场中的电荷保持不动,电势能转化为电场能量。
静电场的性质包括库仑定律、电势差和电势能的计算等。
2. 电场中的运动电荷在电场中,带电粒子会受到电场力的作用而产生运动。
电场力的大小与电荷量、电场强度和电荷类型有关。
带电粒子在电场中的运动可以分为匀速直线运动、匀强磁场中的圆周运动等。
3. 磁场与磁力磁场是指物体周围存在的磁力线。
磁场的特性包括磁感应强度、磁场力线和磁通量等。
磁场中存在的磁力是由带电粒子的运动产生的。
带电粒子在磁场中会受到洛伦兹力的作用,产生力的大小与电荷量、磁感应强度、速度和磁场方向有关。
4. 电磁感应电磁感应是指磁场或电场的变化引起电场或磁场的变化。
电磁感应的重要性体现在发电机和变压器等电磁设备中。
电磁感应的基本原理包括法拉第电磁感应定律、楞次定律和互感等。
电磁感应的应用还包括电磁铁、感应加热、电动机等。
5. 电磁波电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的能量传播现象。
电磁波的特点是能够在真空中传播,速度等于光速。
电磁波的分类有射线、无线电波、微波、紫外线、可见光和X射线等。
电磁波的传播遵循麦克斯韦方程组和光的折射、反射等定律。
6. 光的性质光是一种特殊的电磁波,具有粒子性和波动性。
光的性质包括光的传播直线传播、光的反射、折射、干涉和衍射等。
光的颜色与频率和波长有关,可见光的颜色分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种。
7. 光的光学仪器光的光学仪器是利用光的性质制作的各种物理实验装置。
常见的光学仪器包括光栅、棱镜、透镜、望远镜和显微镜等。
这些仪器利用光的干涉、衍射、折射等原理进行物理、化学等实验。
以上是高三物理电磁学知识点的归纳总结。
通过对这些知识点的学习和理解,我们可以更好地理解电磁学的原理和应用,为今后的学习和研究打下坚实的基础。
(完整版)高中物理电磁学知识点
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二、电磁学(一)电场 1、库仑力:221r q q kF = (适用条件:真空中点电荷) k = 9.0×109 N ·m 2/ c 2 静电力恒量电场力:F = E q (F 与电场强度的方向可以相同,也可以相反) 2、电场强度: 电场强度是表示电场强弱的物理量。
定义式: qFE =单位: N / C 点电荷电场场强 rQ k E = 匀强电场场强 dU E =3、电势,电势能:qEA 电=ϕ,A q E ϕ=电 顺着电场线方向,电势越来越低。
4、电势差U ,又称电压 qWU =U AB = φA -φB 5、电场力做功和电势差的关系: W AB = q U AB 6、粒子通过加速电场: 221mv qU =7、粒子通过偏转电场的偏转量:2022022212121V L md qU V L m qE at y === 粒子通过偏转电场的偏转角 20mdv qULv v tg xy ==θ 8、电容器的电容:c Q U=电容器的带电量: Q=cU 平行板电容器的电容: kdS c πε4= 电压不变 电量不变(二)直流电路 1、电流强度的定义:I = 微观式:I=nevs (n 是单位体积电子个数,)2、电阻定律:电阻率ρ:只与导体材料性质和温度有关,与导体横截面积和长度无关。
单位:Ω·m 3、串联电路总电阻: R=R 1+R 2+R 3电压分配2121R R U U =,U R R R U 2111+=功率分配 2121R R P P =,P R R R P 2111+=4、并联电路总电阻: 3211111R R R R++= (并联的总电阻比任何一个分电阻小)两个电阻并联 2121R R R R R +=并联电路电流分配 1221I R I R =,I 1=I R R R 212+ 并联电路功率分配 1221R R P P =,P R R R P 2121+=5、欧姆定律:(1)部分电路欧姆定律: 变形:U=IR(2)闭合电路欧姆定律:I =rR E+ Ir U E += E r 路端电压:U = E -I r= IR输出功率:= IE -I r =(R = r 输出功率最大) R电源热功率:电源效率:=EU= R R+r 6、电功和电功率: 电功:W=IUt焦耳定律(电热)Q=电功率 P=IU纯电阻电路:W=IUt=P=IU非纯电阻电路:W=IUt >P=IU >Sl R ρ=(三)磁场1、磁场的强弱用磁感应强度B 来表示: IlFB =(条件:B ⊥L )单位:T 2、电流周围的磁场的磁感应强度的方向由安培(右手)定则决定。
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电 场知识要点:(1)电场强度E 和电势U 均是场的自身性质,与检验电荷存在与否无关。
电容量C 是电容器的自身性质,与是否带电无关。
用比值法定定义:E F U q C Q U ===1,,ε只是定义式,量度式,不是决定式。
(2)理解分式含义,注意公式的适用条件:E F q =,是普遍适用的;E K Q r=2是电量为Q 的场电荷(点电荷)在距其r 处的场强公式;E U d=,沿场强方向单位长度上的电势降落在数值上等于场强,只适用于匀强电场。
电场力做功。
W qU qU qU AB A B A B ==-=-εε是普遍适用的,而W Eq S =·只适用于匀强电场中。
(3)带电粒子在电场中的平衡,加速和偏转等问题都是力学和电场知识的综合应用,从力的角度认识问题要注意电场力的特点,从功和能的角度认识问题要注意电场力做功的特点和电势能跟其它形式能的转化关系。
电荷及电荷守恒定律①电荷是物质的一种固有属性,自然界中只有存在正负两种电荷,失去部分电子时物体带正电,获得部分电子时物体带负电,带有多余正电荷或负电荷的物体叫带电体,习惯上有时把带电体叫做电荷,静止电荷在周围空间产生静电场,运动电荷除了产生电场之外还产生磁场,因此静止或运动电荷都会受到电场力作用,只有运动电荷才能受到磁场作用。
电荷的多少叫电量。
基元电荷e = 1.6×10-19C ,②使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种、即摩擦起电、接触起电和感应起电, ③电荷守恒定律:物理学的基本定律之一。
在与外界没有电荷交换的系统内,总电荷量不变。
电荷的总量既不能创造,也不能消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一个物体转移到另一部分。
电荷守恒定律是从大量实验概括得出的自然界的基本规律,对宏观现象、微观现象都适用,对所有惯性参考系都适用。
库仑定律:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量乘积成正比,跟它们间距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
数学表达式为F K QQ r=122,其中K 叫静电力常量K = 9.0×109Nm 2/c 2。
库仑定律的适用条件是:点电荷;点电荷静止;点电荷在真空中。
在空气中库仑定律近似成立。
静止点电荷对运动点电荷的作用力,可以用库仑定律计算,但运动电荷对静止点电荷的作用力一般不能用库仑定律计算。
点电荷的相互作用实质是通过电场来实现的。
电场强度:电场是电磁场的一个方面,是一种物体,电场的基本特性是对静止或运动电荷有作用力。
电场有两种,一种是电荷激发的电场,静止电荷激发的电场叫静止场。
另一种是变化磁场激发的电场,本章只研究静电场。
电场强度是描述电场力的特性的物理量。
在电场中放一个检验电荷q ,它所受到的电场力F 跟它所带电量的比值F/q 叫做这个位置上的电场强度。
定义式E = F/q 。
场强是矢量,规定正电荷受电场力的方向为该点场强方向,负电荷负电场力方向与该点场强方向相反。
求场强大小的几种方法:①运用场强定义式E = F/q ,它适用于所有的电场。
②真空中点电荷场强决定式E KQ r =2(Q 为场电荷)。
③匀强电场中场强与电势差的关系E U d =。
④运用电场线或等势面的疏密。
电场线:为了直观形象地描述电场中各点强弱及方向、在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的切线方向表示该点场强方向,曲线的疏密表示电场的强弱。
电场线的特点: ①始于正电荷(或无穷远),终于负电荷(或无穷远)。
②任意两条电场线都不相交。
要熟悉下面几种电场的电场线分布:(1)孤立正、负点电荷电场;(2)等量异种点电荷电场;(3)等量同种点电荷电场,(4)匀强电场。
对上述概念和定律要注意以下问题:①注意库仑定律的适用条件,例如半径为r 的金属球使两球边缘相距r ,今使两球带上等量异种电荷Q ,设两电荷间库仑力大小为F ,比较F与()K Q r 223的关系(如图1所示),由于两球心间距3r 不是远大于r ,故不能当点电荷集中于球心处理,实际由于相互吸引,使电荷分布在靠近二者的球面处,两部分电荷距离小于3r ,所以()F K Q r >223。
②要正确理解场强定义式E F q=,场强大小和方向是由电场本身决定的,与放不放检验电荷q 无关,既不能认为E 与F 成正比,也不能认为E 与q 成反比。
③电场只能描述电场方向及定性描述电场强弱,并不是带电粒子在电场中运动的轨迹,带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的合外力情况和初速度情况决定。
电势能:由电荷和电荷在电场中相对位置决定的能量叫电势能,电势能具有相对性,通常取无穷远处或大地为电势能的零点,正是因为它的相对性,所以使得实际应用意义不大,而经常用的是电势能的变化。
根据功能关系可知:电场力做正功,电荷电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加。
电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值。
这常是判断电荷电势能如何变化的依据。
电势、电势差电势是描述电场能的性质的物理量,在电场中某位置放一检验电荷q ,若它具有电势能ε,则比值ε/q 叫做该位置的电势。
电势也具有相对性,通常取电场无穷远处或大地的电势为零电势。
这样可以得出一个重要结论:正点电荷电场各点电势均为正值,负点电荷电场中各点电势均为负值。
电场中两点电势的差值叫电势差,依照课本要求,电势差都取绝对值,知道了电势差的绝对值,要比较哪个点电势高,需要根据电场力对电荷做的正负来判断,或者是由这两点在电场线上的位置判断,因为沿电场线方向电势不昕降低。
等势面,电势相等的点组成的面叫等势面,等势面是研究电场中各点电势情况的重要形象描述方法,等势面有以下特点:①等势面L 各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功。
②等势面一定和电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
③规定画等势面(线)时,相邻的等势面(或线)间电势差相等,这样,在等势面密的地方场强大,等势面疏的地方场强小。
静电感应:把金属导体放在外电场E 中,由于导体内自由电子受电场力作用而定向运动,使导体的两个端面出现等量异种电荷的现象。
静电平衡,发生静电感应的导体两端面感应电荷形成一个附加电场E ' ,当附加电场与外电场完全抵消时,即E ' = E 时,自由电子的定向运动停止,这时的导体处于静电平衡状态。
处于静电平衡态的导体有以下特点:①导体内部场强处为零,电场线在导体内部中断。
②导体是个等势体,表面是一个等势面。
③导体表面任一点的场强方向跟该点的表面垂直。
④导体所带的净电荷全部分布在等导体的外表面上,具体分布情况由表面曲率决定,一般尖端部分电荷密度大。
应该注意静电感应与感应起电的区别和联系,感应起电是运用静电感应现象使物体起电的一种方法,而静电感应则是电场中导体两端暂时出现等量相反电荷的现象。
电容:两个彼此绝缘,而又相互靠近的导体,就组成一个电容器,表示电容器容纳电荷本领的物理量叫电容,电容的定义式是C Q U C Q U ==⎛⎝ ⎫⎭⎪∆∆,平行板电容器电容的决定式是CSKd=επ4(不要求用此公式计算问题)。
对平行板电容器有关参量Q、E、U、C的讨论要注意先确定不变的参量,一般有下面两种情况:①保持两板与电源相连,则电容器两板间的电压U不变。
②充电后断开电源,则电容器的带电量Q不变。
应该注意平行板电容器两板带等量相反电荷。
Q是指一个极板的电量。
带电粒子在电场中的运动,与前几章内容相比就是带电粒子在电场中多受了一个电场力,具有了电势能。
因此带电粒子在电场中的运动其研究方法与前几章运动学和动力学的研究方法是相同的,其特殊性将在典型例题中,结合具体问题进行介绍。
静电场知识要点:一、库仑定律:库仑定律是静电学的理论基础,推而广之是整个电学的理论基础,所以从理论体系的角度来讲,库仑定律具有非常重要的基础地位。
但是由于库仑定律在公式形式上与万有引力定律十分相似,所以库仑定律的学习和应用却不困难。
我们在应用时只要注意它的适用条件即可,库仑定律的适用条件是:必须在真空中,点电荷之间才能应用库仑定律,如果不是点电荷,它们之间的作用力的计算较为复杂,绝对不能简单地应用库仑定律进行计算,例如平行板电容器带电后,两极板间有静电引力的作用,而这个静电引力就不能简单地应用库仑定律进行计算。
二、静电感应和静电平衡导体在电场中要发生静电感应现象,静电感应的最后结局是静电平衡,当导体在电场中达到静电平衡后,具有四个特点:(1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强必定处处为零。
(如果导体内部有空腔,而空腔内又没有引入其它电荷,则导体内部的空腔内的场强也处处为零)(2)处于静电平衡状态的导体如果带有电荷,净电荷分布于导体的外表面,导体内部没有净电荷。
(如果导体内部有空腔,而空腔内又没有引入其它电荷,则导体的内表面,没有净电荷分布)所谓“净电荷”并不是指“静电荷”。
我们知道金属导体中有大量的自由电子,它们带有负电荷,还有很多失去外层电子的正离子,它们带有正电荷。
这些都可以叫“静电荷”但是当导体不带电时,导体的正负电荷数是相等的。
我们说导体不带有“净电荷”,当我们用某种方式使导体的自由电子数减少,这时导体就具有了多余的正电荷,我们就说导体带有正的“净电荷”。
反之就说导体带有负的“净电荷”。
可见所谓“净电荷”是指导体的正负电荷之差。
(3)处于静电平衡状态的导体是个等势体,导体表面是个等势面。
(如果导体内部有空腔,而空腔内没有引入其它电荷,则导体内部的空腔内也是一个等势体,并且空腔内电势与导体内电势相同)。
(4)处于平衡状态的导体,表面的电力线垂直于导体表面。
上述关于导体处于静电平衡状态时的四条特点是我们解关于电场中的导体问题的根据。
三、静电场和静电场中电荷的有关物理量,及这些物理量之间的关系。
这部分内容是电场一章的最重要内容,关于这部分内容我们绘制了一个图。
在此图中有六个物理量,分别画在六个方框内,这六个物理量之间的关系分别写在各方框之间的连线上。
这个表格,可以左右分割成两部分,左半部分都是描述电场的物理量,它们与放入电场中的电荷无关,而右半部分的三个物理量都是由电场和电场中的电荷共同决定的。
此表还可以上下分割成两部分,上面两个方框描述了电场的力的特性,而下面四个方框描述了电场的能的特性。
在这个表格中最不好理解的物理量是电势U A和电势差U 。
我们可以类比重力场来讨论这两个物理量。
电场跟重力场因为都有势能,因此它们十分相似,电场中所有物理量,都可以在重力场中找到它们的影子。
从原理上讲,电场中的电势UA ,对应重力场中的ghA,电场中的电势差U对应重力场中的g h∆,在电场中电势差U是极易测量的量,它对我们讨论电场带来很多方便,因此我们引入了物理量电势差U,而在重力场中g h∆,对重力的讨论意义不大,因此我们就没有引入这个与电势差相对应的物理量g h∆,尽管在重力场中9并没有引入物理量g h∆,但是由于我们对重力场讨论得比较深刻,因此与电势差U相比较,我们更容易理解g h ∆,因此用这种类比方法进行讨论会帮助我们理解电势U A 和电势差U 这两个物理量。