静电场知识点总结归纳
静电场知识点总结
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知识点总结:《一》一、电荷及电荷守恒定律1.元电荷、点电荷(1)元电荷:e=1.6×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同,但符号相反.(2)点电荷:当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.补充:涉及电荷的基本概念1、电荷自然界中存在两种电荷,分别为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2、电荷量指物体带电的多少,电荷量的正负表示电荷的性质。
单位库伦,符号C3、元电荷质子和电子带有等量的异种电荷,其电荷量称之为元电荷,用e表示,e=1.6*10-19C。
注意:元电荷不是电荷,而是指电荷的电荷量,其数值最早由美国科学家密立根用实验测得。
所有带电体的电荷量等于元电荷或者元电荷的整数倍。
质子、电子不叫元电荷,它们电荷量的绝对值才是元电荷。
4、点电荷形状和大小对研究问题的影响可以忽略的带电体称为点电荷。
即可认为无大小、无形状,只有电荷量的理想化模型。
实际问题中,只有当带电体间的距离比它们的大小大得多,以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时才可视作点电荷。
5、感应电荷当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互吸引或排斥,导体中的自由电荷会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。
这种现象叫静电感应。
由于静电感应而使导体两端出现的等量异种电荷叫做感应电荷。
6、场源电荷电场是由电荷产生的,产生电场的电荷叫场源电荷。
7、试探电荷借以研究电场形状的电荷叫试探电荷。
作为试探电荷的带电体,基本要求是体积要小,能研究电场中每一点的性质;所带电荷量要少,以放入试探电荷后试探电荷对原电场的影响可以忽略。
8、净电荷物体得到或失去电子时所带的电荷就称之为净电荷。
9、比荷比荷也称之为荷质比,即带电体所带电荷量与其质量之比,用来描述微观粒子的性质。
2.电荷守恒定律(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.(3)带电实质:物体带电的实质是得失电子.(4)电荷的分配原则:两个形状、大小相同的导体,接触后再分开,两者带同种电荷时,电荷量平均分配;两者带异种电荷时,异种电荷先中和后平分.3.感应起电:感应起电的原因是电荷间的相互作用,或者说是电场对电荷的作用.(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.(2)当有外加电场时,电荷向导体两端移动,出现感应电荷,当无外加电场时,导体两端的电荷发生中和.二、库仑定律1.内容: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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.表达式:F =k q 1q 2r 2,式中k =9.0×109 N·m 2/C 2,叫做静电力常量. 3.适用条件:真空中的点电荷.(1)在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式.(2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷.《二》一、电场强度1.静电场(1)电场是存在于电荷周围的一种物质,静电荷产生的电场叫静电场.(2)电荷间的相互作用是通过电场实现的.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(1)物理意义:表示电场的强弱和方向.(2)定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度.(3)定义式:E =F q. (4)标矢性:电场强度是矢量,正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向,电场强度的叠加遵从平行四边形定则.二、电场线1.定义: 为了直观形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向,在电场中画出一系列的曲线,使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密表示电场强度的大小.2.特点:(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处;(2)电场线在电场中不相交;(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大;(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向;(5)沿电场线方向电势逐渐降低;(6)电场线和等势面在相交处互相垂直.3.几种典型电场的电场线(如图3所示).图34.电场线与电荷运动的轨迹(1)电荷运动的轨迹与电场线一般不重合.若电荷只受电场力的作用,在以下条件均满足的情况下两者重合:①电场线是直线.②电荷由静止释放或有初速度,且初速度方向与电场线方向平行.(2)由粒子运动轨迹判断粒子运动情况:①粒子受力方向指向曲线的内侧,且与电场线相切.②由电场线的疏密判断加速度大小.③由电场力做功的正负判断粒子动能的变化.《三》一、电场力做功与电势能1.电场力做功的特点(1)在电场中移动电荷时,电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,可见电场力做功与重力做功相似.(2)在匀强电场中,电场力做的功W=Eqd,其中d为沿电场线方向的位移.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到零势能位置时电场力所做的功.(2)电场力做功与电势能变化的关系电场力做的功等于电势能的减少量,即W AB =E p A -E p B .(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.二、电势1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(2)定义式:φ=E p q. (3)标矢性:电势是标量,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高(低).(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同.(5)沿着电场线方向电势逐渐降低. 2.等势面(1)定义:电场中电势相等的各点构成的面. (2)特点 ①电场线跟等势面垂直,即场强的方向跟等势面垂直.②在等势面上移动电荷时电场力不做功.③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面越密的地方电场强度越大;反之越小.⑤任意两等势面不相交.三、电势差1.电势差:电荷q 在电场中A 、B 两点间移动时,电场力所做的功W AB 跟它的电荷量q 的比值,叫做A 、B 间的电势差,也叫电压.公式:U AB =W AB q. 2.电势差与电势的关系:U AB =φA -φB ,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有U AB =-U BA .3.电势差U AB 由电场中A 、B 两点的位置决定,与移动的电荷q 、电场力做的功W AB 无关,与零电势点的选取也无关.4.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积.即U =Ed ,也可以写作E =U d. 《四》一、电容器的充、放电和电容的理解1.电容器的充、放电(1)充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.(2)放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2.电容(1)定义:电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值.(2)定义式:C =Q U. (3)物理意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量.3.平行板电容器(1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介质的介电常数成正比,与两板间的距离成反比.(2)决定式:C =εr S 4πkd,k 为静电力常量. 特别提醒 C =Q U (或C =ΔQ ΔU )适用于任何电容器,但C =εr S 4πkd仅适用于平行板电容器. 二、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中加速 若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增加量.(1)在匀强电场中:W =qEd =qU =12m v 2-12m v 20或F =qE =q U d=ma . (2)在非匀强电场中:W =qU =12m v 2-12m v 20. 2.带电粒子在电场中的偏转(1)条件分析:带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场.(2)运动性质:匀变速曲线运动.(3)处理方法:分解成相互垂直的两个方向上的直线运动,类似于平抛运动.(4)运动规律: ①沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间⎩⎨⎧ a.能飞出电容器:t =l v 0.b.不能飞出电容器:y =12at 2=qU 2md t 2,t = 2mdyqU②沿电场力方向,做匀加速直线运动⎩⎪⎨⎪⎧ 加速度:a =F m =qE m =Uq md 离开电场时的偏移量:y =12at 2=Uql 22md v 20离开电场时的偏转角:tan θ=v yv 0=Uql md v 20特别提醒带电粒子在电场中的重力问题(1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.。
静电场的性质与电场强度应用知识点总结
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静电场的性质与电场强度应用知识点总结在物理学中,静电场是一个非常重要的概念,它与我们的日常生活和许多现代技术都有着密切的联系。
理解静电场的性质以及电场强度的应用,对于深入学习电磁学以及解决实际问题都具有关键意义。
一、静电场的性质1、库仑定律库仑定律是描述两个静止点电荷之间相互作用力的规律。
其表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$F$ 是库仑力,$k$ 是库仑常量,$q_1$ 和$q_2$ 分别是两个点电荷的电荷量,$r$ 是它们之间的距离。
库仑定律表明,两个点电荷之间的库仑力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
2、电场的物质性静电场虽然看不见、摸不着,但它是一种客观存在的物质。
它具有能量和动量,能够对处于其中的电荷施加力的作用。
3、电场的叠加原理如果空间中有多个点电荷,那么空间中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
这就是电场的叠加原理。
4、静电场的高斯定理通过一个闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量除以介电常数。
高斯定理反映了静电场是有源场的性质。
5、静电场的环路定理静电场中场强沿任意闭合路径的线积分恒为零。
这表明静电场是保守场,静电力做功与路径无关,只与电荷的初末位置有关。
二、电场强度1、定义电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
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,叫做该点的电场强度,简称场强,用$E$ 表示,即$E =\frac{F}{q}$。
电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
2、点电荷的场强点电荷$Q$ 产生的电场中,距离点电荷$r$ 处的场强大小为:$E = k\frac{Q}{r^2}$。
3、匀强电场电场强度大小和方向都相同的电场称为匀强电场。
在匀强电场中,电场线是平行且等间距的直线。
三、电场强度的应用1、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中受到电场力的作用,其运动情况取决于电场的性质和粒子的初速度。
静电场知识点总结
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静电场知识点总结静电场知识点总结如下:1.电场强度:描述电场中力的性质的物理量,表示单位电荷在电场中受到的力。
点电荷场强公式:E = kQ/r^2。
2.库仑定律:描述两个点电荷之间的相互作用力的规律,公式为F = kQ1Q2/r^2。
3.电势:描述电场能的性质的物理量,表示单位正电荷在电场中具有的势能。
等势面与电场线垂直,且从高电势指向低电势。
4.电势差:描述电场中两点之间电势的差值,等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。
公式为U = Ed。
5.电场力做功:电荷在电场中移动时,电场力对电荷做功,与移动距离和电势差有关,公式为W = qU。
6.电容:描述电容器容纳电荷本领的物理量,由电容器本身的结构决定。
公式为C = Q/U。
7.静电感应:将一个带电体靠近导体时,由于静电感应,导体靠近带电体的一端会出现异种电荷,远离的一端会出现同种电荷。
8.静电平衡状态:导体中的自由电荷受到电场力的作用,将重新分布,最终达到静电平衡状态。
此时导体内部无净电荷,导体表面是等势面。
9.静电屏蔽:将一个空腔导体置于外电场中,静电平衡时,空腔内感应电荷的电场与外电场在空腔内部相互抵消,从而使得空腔内部不受外部电场的影响。
10.高斯定理:通过闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内所包围的电荷的代数和除以真空电容率。
公式为∮E·ds = ∑q/ε0。
这些知识点涵盖了静电场的各个方面,包括电场强度、库仑定律、电势、电势差、电场力做功、电容、静电感应、静电平衡状态、静电屏蔽和高斯定理等。
通过理解和掌握这些知识点,可以对静电场有更深入的理解。
静电场知识点总结完整版
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静电场知识点总结完整版静电学是物理学的一个重要分支,研究电荷及其在空间中的分布和相互作用。
静电场是一种在电荷存在的情况下所产生的场。
本文将对静电场的概念、性质和应用进行介绍和总结。
一、静电场的概念1、电荷电荷是物质的一个基本属性,是物质所具有的一种电性。
电荷有两种类型,分别为正电荷和负电荷。
同种电荷相互之间存在排斥力,异种电荷相互之间存在引力。
2、电场电场是电荷所产生的场,描述了电荷对空间中其它电荷的作用力。
可以通过电场线来表示电场的方向和强弱。
电场线的密度表示了电场的强度,电场线的方向表示了电场的方向。
3、电场强度在某点的电场强度是一个矢量,它的大小表示单位正电荷在该点所受的力的大小,方向与该力的方向相同。
电场强度的大小与电荷的大小及距离有关,符合库伦定律。
4、电场的叠加原理在多个电荷同时存在的情况下,各电荷所产生的电场会相互叠加,得到一个合成电场。
根据叠加原理,可以分别计算各个电荷单独产生的电场,再将它们相加得到整个电场。
二、静电场的性质1、电场的超强导体中不存在电场在超导体内部,电荷会在材料内部自由移动,从而抵消外部电场的作用,因此在超导体内部不存在电场。
2、电场内的能量电场中存储有能量,这种能量是由电磁作用力产生的。
电场内的能量密度与电场的强度有关,能量密度等于电场强度的平方与介电常数的乘积。
3、静电屏蔽效应在存在电场的情况下,对电场有屏蔽作用的物质称为静电屏蔽材料。
当电场通过屏蔽材料时,材料内部的电荷会重新分布,从而产生与外部电场相反的电场,使得外部电场减弱或消失。
4、电场中的静电力静电场中的电荷之间会相互作用,产生静电力。
根据库仑定律,两个电荷之间的静电力的大小与电荷的大小及它们之间的距离的平方成反比。
5、高斯定理高斯定理是一个用于计算闭合曲面内部电场的方法。
它指出,通过对电场的积分来计算闭合曲面内部的总电通量,从而能够得到曲面内部电场的大小。
三、静电场的应用1、静电除尘静电除尘是将含尘气体通过电场时,利用气体中尘埃带电的特性,将尘埃吸附到电极上,从而将气体中的尘埃除去的一种方法。
知识点总结静电场
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知识点总结静电场1. 静电力静电场是由静止电荷或者电荷在互相静止的情况下产生的。
当两个电荷之间存在一定的距离时,它们之间就会产生静电力,即库仑力。
库仑定律描述了两个电荷之间的静电力与它们之间距离的平方成反比,与它们电荷量的乘积成正比。
数学表示为:\[F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}\]其中,\(F\)为静电力,\(q_1\)和\(q_2\)分别为两个电荷的电荷量,\(r\)为它们之间的距离,\(k\)为真空介质中的电场常量,其值为\(8.9875 \times 10^9 N m^2/C^2\)。
2. 电场强度在静电力的基础上可以引入电场的概念,电场是指空间中的每一点所受的静电力。
电场的强度用电场强度矢量表示,通常用\(E\)表示。
电场强度的定义为单位正电荷在电场中所受的力。
在均匀电场中,电场强度是一个常量,可用以下公式表示:\[E = \frac{F}{q}\]其中,\(F\)为单位正电荷所受的力,\(q\)为单位正电荷的电荷量。
3. 电势电势是电场的另一个重要概念,它描述了电场中单位正电荷所具有的电势能。
在静电场中,电场强度与电势之间存在一定的关系。
在电场中沿某一方向移动单位正电荷,单位正电荷所具有的电势能的增加量称为电势差。
电场中某一点的电势与该点所受的力之间存在一种直观的联系。
电场中任意一点\(A\)的电势定义为单位正电荷从无穷远处移到该点时所做的功。
其数学表达式为:\[V_A = \frac{W_{A\to\infty}}{q}\]其中,\(V_A\)为点\(A\)的电势,\(W_{A\to\infty}\)为从无穷远处移到点\(A\)所做的功。
4. 高斯定律高斯定律是描述电场的重要定律之一,它表明了电场强度与通过任意闭合曲面的总电通量之间的关系。
高斯定律对问题的简化和求解提供了更便利的方法。
它表示为:\[\oint \vec{E} \cdot \vec{dS} = \frac{1}{\varepsilon_0} Q_{enc}\]其中,\(\vec{E}\)是电场强度,\(\vec{dS}\)是曲面元素,\(\varepsilon_0\)是真空中的介电常数,\(Q_{enc}\)是曲面内的电荷总量。
静电场知识归纳
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一、静电场基本公式归纳1.(矢量)静电力F:F=qE(适用一切电场)F=k q1q2r2(适用于真空,点电荷)2.(矢量)场强E: E=Fq(适用一切电场、定义式,E大小与二者没有关系)E=k Qr2(决定式,适用于真空,点电荷)E=U ABd(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离)(标量)电势ᵩ:ᵩ=E pq(定义式,ᵩ大小与二者没有关系)ᵩA =U AB (B点为零电势点)(标量)电势能Ep :E p=qᵩE pA=WA∞(无限远处为零电势能点)(标量)电势差U AB :U AB=ᵩA−ᵩB(适用一切电场)U AB=W ABq(适用一切电场)U AB=Ed(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离,正负要判断)(标量)静电力做功W AB :W AB=qU AB(适用一切电场)W AB=E PA−E PBW AB=−∆E PW AB=qEd(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离,正负要判断)二、电场的叠加在几个点电荷共同形成的电场中,某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理。
三、电场线1、电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,曲线上某点的切线方向表示场强的方向。
2、电场线的特征1)、电场线密的地方场强强,电场线疏的地方场强弱2)、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷,孤立的正电荷(或负电荷)的电场线止无穷远处点3)、电场线不会相交,也不会相切4)、电场线是假想的,实际电场中并不存在5)、电场线不是闭合曲线,且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系3、几种典型电场的电场线1)正、负点电荷的电场中电场线的分布特点:a 、离点电荷越近,电场线越密,场强越大b 、以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向不同。
2)、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布特点:a 、沿点电荷的连线,场强先变小后变大b 、两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(中垂线)垂直c 、在中垂面(中垂线)上,与两点电荷连线的中点 0等距离各点场强相等。
注电静电场知识点总结
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注电静电场知识点总结一、基本概念。
1. 电荷。
- 电荷是物质的一种属性,有正电荷和负电荷之分。
电荷的基本单位是库仑(C)。
- 电荷守恒定律:在一个孤立系统中,电荷的代数和保持不变。
2. 电场。
- 电场是电荷周围存在的一种特殊物质,它对放入其中的电荷有力的作用。
- 电场强度→E:- 定义:电场中某点的电场强度等于单位正电荷在该点所受的电场力,→E=(→F)/(q)(q为试探电荷,→F为试探电荷所受电场力)。
- 单位:牛/库(N/C)或伏/米(V/m),1N/C = 1V/m。
- 电场强度是矢量,其方向为正电荷在该点所受电场力的方向。
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。
- 电场线的特点:- 电场线起于正电荷(或无穷远),止于负电荷(或无穷远)。
- 电场线不相交。
- 电场线的疏密程度表示电场强度的大小,电场线越密的地方电场强度越大。
二、库仑定律。
1. 内容。
- 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,与它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
- 表达式:F = k(q_1q_2)/(r^2),其中k=(1)/(4πε_0),ε_0为真空介电常数,ε_0 = 8.85×10^-12C^2/(N· m^2),q_1、q_2为两个点电荷的电荷量,r为两点电荷间的距离。
三、电势与电势差。
1. 电势。
- 定义:电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到参考点(通常取无穷远处或大地)时电场力所做的功。
- 表达式:V=(W)/(q)(W为电场力做的功,q为电荷量)。
- 单位:伏特(V)。
- 电势是标量,但有正负之分,正电荷周围电势为正,负电荷周围电势为负。
2. 电势差。
- 定义:电场中两点间电势的差值,U_AB=V_A - V_B=frac{W_AB}{q}(W_AB为电荷从A点移动到B点电场力做的功)。
- 电势差也叫电压,单位为伏特(V)。
静电场知识点总结归纳
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静电场知识点总结一、点电荷和库仑定律1.如何理解电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷?(1)电荷量是物体带电的多少,电荷量只能是元电荷的整数倍.(2)元电荷不是电子,也不是质子,而是最小的电荷量数值,电子和质子带有最小的电荷量,即e=1。
6×10-19 C,是密立根通过油滴实验测定的。
(3)点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”,是一种理想化的模型,对其带电荷量无限制.(4)试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响,且要求在其占据的空间内场强“相同”,故其应为带电荷量“足够小”的点电荷.2.库仑定律(1)适用条件:真空中的点电荷(2)库仑力的方向:同种电荷相互排斥,为斥力;异种电荷相互吸引,为引力.二、库仑力作用下的平衡问题1.分析库仑力作用下的平衡问题的思路(与以往的受力分析一样,不过多了个电场力)(1)确定研究对象.如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”,一般是先整体后隔离.(2)对研究对象进行受力分析.有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力,而尘埃、液滴等一般需考虑重力.具体视题目要求来定.(3)列平衡方程(F合=0或F x=0,F y=0,即水平和竖直方向合力分别为0).2.三个自由点电荷的平衡问题(1)条件:三个点电荷放置于于一条直线上,且接触面光滑不固定,有如下结论(2)规律:“三点共线"—-三个点电荷分布在同一直线上;“两同夹异”——正负电荷相互间隔;“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小;“近小远大”-—中间电荷靠近电荷量较小的电荷.三、场强的三个表达式的比较及场强的叠加电场为矢量,叠加需要平行四边形定则。
四、对电场线的进一步认识1.点电荷的电场线的分布特点(1)离点电荷越近,电场线越密集,场强越强.(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同.2.等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(1)两点电荷连线上各点,电场线方向从正电荷指向负电荷.(2)两点电荷连线的中垂面(线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直.在中垂面(线)上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线的中点).(3)关于O点对称的两点A与A′,B与B′的场强等大、同向.3.等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(1)两点电荷连线中点O处场强为零.(2)中点O附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零.(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远,电场线先变密后变疏,即场强先变大后变小.(4)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行.(5)关于O点对称的两点A与A′,B与B′的场强等大、反向.五、电势高低及电势能大小的比较方法1.比较电势高低的几种方法(1)沿电场线方向,电势越来越低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面.注意:电势降低最快的方向是电场线的方向(2)判断出U AB的正负,再由U AB=φA-φB,比较φA、φB的大小,若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA <φB.,即看U AB的下角标。
高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)
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一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场,它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。
2. 静电场的性质:静电场是保守场,即电荷在静电场中移动时,其电势能的变化量与路径无关,只与初末位置有关。
3. 静电场的强度:静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度,用符号E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量,它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。
2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量,它的单位是伏特(V)。
3. 电场强度与电势的关系:电场强度E等于电势V在空间中的梯度,即E=dV/dr。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律,它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。
2. 高斯定律的数学表达式:∮E·dA=Q/ε0,其中∮表示对闭合曲面进行积分,E是电场强度,dA是闭合曲面上的微小面积元,Q是闭合曲面内部的总电荷量,ε0是真空中的电常数。
四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量,它的单位是法拉(F)。
2. 电容器的储能公式:W=1/2CV^2,其中W是电容器储存的能量,C是电容,V是电容器两端的电压。
3. 电容器的串联和并联:电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容,串联时总电容减小,并联时总电容增大。
五、电场线与电势线1. 电场线:电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线,它的切线方向即为电场强度的方向。
2. 电势线:电势线是用来形象地表示电势分布的曲线,它的切线方向即为电势梯度的方向。
3. 电场线与电势线的关系:电场线总是从正电荷出发,指向负电荷,而电势线则从高电势区域指向低电势区域。
六、导体与绝缘体1. 导体:导体是电荷容易通过的物质,如金属、石墨等。
2. 绝缘体:绝缘体是电荷不容易通过的物质,如橡胶、玻璃等。
3. 静电平衡:当导体处于静电平衡状态时,导体内部的电场强度为零,导体表面上的电荷分布均匀。
静电场知识点小结
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静电场知识点小结一、关键信息1、静电场的基本概念电场强度:____________________________电势:____________________________电势能:____________________________2、库仑定律表达式:____________________________适用条件:____________________________3、电场线特点:____________________________与电场强度的关系:____________________________ 4、静电场中的导体静电平衡:____________________________静电屏蔽:____________________________5、电容器电容的定义:____________________________平行板电容器的电容公式:____________________________电容器的充电和放电:____________________________二、静电场的基本概念11 电场强度电场强度是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 与电荷量 q 的比值,即 E = F / q 。
电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
111 电场强度的叠加如果空间存在多个电荷产生的电场,某点的电场强度等于各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
112 匀强电场电场强度大小和方向都相同的电场称为匀强电场。
12 电势电势是描述电场能的性质的物理量。
选取电场中某一点为零电势点,电场中某点的电势等于该点与零电势点之间的电势差。
电势是标量,但有正负之分。
121 电势差电场中两点间的电势之差称为电势差,也叫电压。
U AB =φ A φB 。
122 等势面电场中电势相等的点构成的面称为等势面。
等势面与电场线垂直,且等势面密集的地方电场强度较大。
静电场知识点总结
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电场强度的计算公式与影响因素
电场强度的计算公式
• E = k * Q / r^2 • k为库仑常数,Q为电荷量,r为距离
影响因素
• 电荷量的大小 • 两点电荷之间的距离 • 电荷的分布情况
库仑定律在静电场中的应用实例
计算点电荷产生的电场强度
• 以点电荷为圆心,画同心圆,电场强度大小与距离成正 比
静电屏蔽与防护措施的应用实例
静电屏蔽的应用实例
• 电子设备的静电屏蔽 • 通讯设备的静电屏蔽
静电防护的应用实例
• 石油化工行业的静电防护 • 航空航天领域的静电防护
07
静电场在科技领域的应用
静电场在电子科技 领域的应用
• 静电场在电子科技领域的应用 • 电子器件的制造与测试 • 电子设备的静电防护
计算带电导体产生的电场强度
• 使用微元法,将导体分割为无数个小电荷,计算每个小 电荷产生的电场强度,然后叠加
03
电势能与电势的概念
电势能的定义与计算
电势能的定义
• 电荷在电场中拥有的能量 • 与电场强度和电荷量有关
电势能的计算
• U=q*φ • U为电势能,q为电荷量,φ为电势
电势的定义与计算
电势的定义
• 电荷在电场中能量的表现形式 • 与电场强度和电荷量有关
02
库仑定律与电场强度计算
库仑定律的表述与应用
库仑定律的表述
• 两个静止点电荷之间的相互作用力与电荷量成正比,与距离平方成反比 • 作用力方向沿着两点电荷的连线
库仑定律的应用
• 计算两点电荷之间的作用力 • 计算电场强度的大小和方向
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静电场的电场线表示法
电场线的定义
• 连接电荷和电场强度的曲线 • 方向与电场强度方向一致
静电场知识点
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静电场知识点静电场是物理学中的一个重要概念,它描述了在静止物体上引起的电荷相互作用的现象。
这一概念在日常生活和科学研究中都有广泛的应用。
本文将介绍一些关于静电场的基本知识点。
一、静电荷静电荷是指处于静止状态下的电荷。
根据电荷的性质,我们可以将静电荷分为正电荷和负电荷。
正电荷是指缺少电子的物体所带的电荷,而负电荷则是指过量电子的物体所带的电荷。
根据电荷之间的相互作用,静电荷可引起静电场的形成。
二、电场电场是指在空间中由电荷产生的力的作用所产生的效果区域。
静电场是由静止电荷引起的电场。
根据库仑定律,电场的强度与电荷之间的距离成反比,与电荷的大小成正比。
在静电场中,除了电场强度之外,还有电势和电势能等相关概念。
三、电场强度电场强度描述了单位正电荷所受到的电场力的大小和方向。
电场强度是一个矢量量,其大小为单位正电荷所受到的电场力的大小,方向则由正电荷所受到电场力的方向决定。
从数学上来描述,电场强度为单位正电荷所受到的力与该单位正电荷之间的比值。
四、电势电势是描述静电场中点电荷周围的电场能量的量度。
它是一个标量量,表示单位正电荷在该点电场中具有的电势能量大小。
电势可分为势能和电位两种形式。
势能指的是单位正电荷由无限远处移动到该点所需做的功,而电位则是单位正电荷在某一电场中的电势能。
五、高斯定律高斯定律是描述电场分布的一个重要定律。
它规定了通过任意封闭曲面的电场通量等于该封闭曲面内的电荷除以真空介质常数的比值。
这个定律在静电场中有广泛的应用,可以帮助我们理解电场分布的规律和计算电场强度。
六、静电屏蔽静电屏蔽是指通过将物体与大地接地,以实现减少或消除电场的操作。
静电屏蔽通常使用导体材料来吸引静电荷并将其引导到地,从而降低或抵消电场的影响。
静电屏蔽在电子设备制造、高压实验、防雷等领域中都有广泛的应用。
七、电容电容是指储存电荷的能力。
它是指物体上的电荷和其电势之间的关系,可以通过电容器来实现。
电容器由两个导体板和介质组成,当两个导体板之间施加电压时,会导致电荷的存储和释放。
静电场知识点总结
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静电场知识点总结第一篇:静电场的基本概念和性质静电场是一种严格意义下的物理场,它由空间内的电荷分布所决定。
在静态情况下,电荷之间的相互作用以及它们所激发的电场存在于空间中。
静电场理论是电学的一个基本分支,它对于电子学、微观电子学、光学、电磁学以及物理学等诸多领域都有着重要的影响。
静电场主要是描述电荷之间的相互作用和这种作用所产生的电场,因此静电场又被称为库仑场。
在静态情况下,静电场力的作用范围是无限远的,因此它实质上是一种长程力。
静电场力的强度与电荷量的大小和距离的平方成反比。
静电场的基本性质是可叠加性。
这意味着当两个或多个电荷源同时存在时,它们所激发的电场可以进行独立的叠加。
因此,可以将电场视为每个电荷源单独产生的局部电场之和。
另外,静电场还具有无旋性和无散性的特点。
这两个性质意味着电场的线积分与路径无关,并且电场在任何一点的散度都为零。
静电场的分布可以通过高斯定律来计算。
高斯定律是静电场理论的一个基本定理,它告诉我们在任何一个闭合曲面内,电场的通量与该曲面内电荷的总量成正比。
由于电场的无旋性和无散性,因此高斯定律是静电场理论中最为重要的推论之一。
总之,静电场是一种重要的物理现象,它涉及到电荷的相互作用、电场的分布和电场力的特性。
理解静电场性质和规律对于电子学、光学、电磁学以及物理学等领域的研究都具有重要的意义。
第二篇:静电场的计算方法和应用静电场的计算方法主要包括库仑定律、超级位置法、电势法和高斯定律。
库仑定律公式为:F=kq1*q2/r^2,其中F表示静电力的大小,k表示库仑常数,q1和q2分别表示两个电荷的大小,r表示电荷之间的距离。
超级位置法则是一种优雅的图解法,它可以用来计算由任意数量电荷组成的静电场。
电势法讲的是静电场能量的概念,电势差等于在引力边缘执行对引力环的等功所需的力。
这些方法都有各自的适用范围和优势,因此在进行静电场计算时需要根据问题的具体情况来选择不同的方法。
静电场的应用涉及到多个领域,包括电磁学、天文学、医学等等。
静电场知识点
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静电场知识点一、关键信息1、静电场的定义及性质定义:____________________________性质:____________________________2、库仑定律表达式:____________________________适用条件:____________________________3、电场强度定义式:____________________________决定式:____________________________方向规定:____________________________4、电场线特点:____________________________与电场强度的关系:____________________________ 5、电势能定义:____________________________与电场力做功的关系:____________________________6、电势定义:____________________________与电场强度的关系:____________________________7、电势差定义:____________________________表达式:____________________________二、静电场的定义及性质11 静电场是存在于静止电荷周围的一种特殊物质形态。
它具有物质的基本属性,如具有能量和动量。
111 静电场对处于其中的电荷有力的作用,这种力称为电场力。
112 静电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,并且这个力与电荷的电荷量和所处位置有关。
三、库仑定律12 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,与它们距离的平方成反比。
121 表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$F$ 为两个点电荷之间的库仑力,$k$ 为库仑常量,$q_1$ 和$q_2$ 分别为两个点电荷的电荷量,$r$ 为它们之间的距离。
静电场知识点总结总结
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静电场知识点总结总结静电场是物理学中的一个重要概念,它描述了电荷在空间中产生的电场分布和作用。
静电场的研究对于理解电荷之间相互作用、电场能量、电场与电势等概念具有重要意义。
本文将从静电场的基本概念、电场强度、高斯定理、电势、电场能量等方面进行总结。
一、静电场的基本概念1. 电荷:电荷是物质的一种基本属性,它可以处于正电荷或负电荷状态。
同种电荷之间相互排斥,异种电荷之间相互吸引。
2. 电场:电场是描述电荷之间相互作用的物理量,它表示空间中处处存在的一个物理场。
在电场中,如果放置一个试验电荷,它会受到电场力的作用。
3. 静电力:静电力是电荷之间的相互作用力,它满足库仑定律,即静电力与电荷之间的距离成反比,与电荷大小成正比,与电荷之间的相对方向有关。
二、电场强度1. 电场强度的概念:电场强度E在空间中的每一点上都有一个确定的数值和方向,它表示单位正电荷在该点所受到的电场力。
电场强度的方向和电场力的方向相同。
2. 电场强度的计算:根据库仑定律,电场强度的大小与电荷之间的距离和电荷大小有关。
对于点电荷,电场强度的大小可以用公式E=k*q/r^2来计算,其中k为库仑常数,q为电荷大小,r为点电荷到观察点的距离。
3. 电场强度的叠加原理:当在一点上存在多个电荷时,它们产生的电场强度可以叠加。
这就意味着,电场强度是一个矢量量,可以按照矢量的叠加规则进行计算。
三、高斯定理1. 高斯定理的内容:高斯定理是描述电场的一个重要定理,它说明了通过一个闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内的电荷总量除以介质的介电常数。
这个定理在计算复杂电荷分布的电场时非常有用。
2. 高斯定理的应用:高斯定理可以用来计算球对称、柱对称、面对称等特殊电荷分布的电场。
通过选择合适的高斯面,可以简化复杂电场问题的计算步骤。
四、电势1. 电势的概念:电势是描述电场状态的物理量,它表示单位正电荷在电场中所具有的电势能。
在电场中,电势与电场强度之间满足负梯度关系。
静电场知识点总结
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静电场知识点总结静电场是电荷在空间中分布所产生的电场。
以下是关于静电场的知识点总结:1. 电荷:静电场的存在是由于电荷的存在和运动。
电荷具有正负两种类型,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
2. 距离和力:两个电荷之间的电场力与它们之间的距离成反比。
当距离减小,力增大;距离增大,力减小。
3. 电场强度:电场强度表示单位正电荷在某一点的受力大小和方向。
电场强度是一个矢量量,用E表示,单位是N/C。
4. 趋势力线:电场力在空间中的分布可以用趋势力线表示。
趋势力线是沿电场方向的连续曲线,线的密度表示电场强度的大小。
5. 电势:电势是描述电场中一点电荷引起的影响的物理量。
电势可以定义为单位正电荷所具有的电能或单位正电荷所受到的电场力做功。
单位是伏特(V)。
6. 电势差:两点之间的电势差表示从一个点移到另一个点时电场对单位正电荷做的功。
电势差等于两点之间的电势差除以单位电荷所具有的电能,单位是伏特。
7. 等势面:在电场中,电势相等的所有点构成的曲面被称为等势面。
等势面是垂直于电场线的曲面,即沿着等势线移动不会改变电势。
8. 静电场的高斯定律:高斯定律是描述静电场的性质的基本定律。
它表明,通过任何闭合曲面的电通量等于该曲面内的总电荷除以真空介电常数。
9. 真空介电常数:真空介电常数表示真空中电场的传导能力。
它的值约为8.85 x 10^(-12) C^2/N·m^2。
真空介电常数用ε₀表示。
10. 静电屏蔽:静电屏蔽是指用导体将电荷隔离,以防止电荷干扰其他设备或影响周围环境的过程。
导体可以吸收或分散电荷,从而减少电场的影响范围。
这些是关于静电场的一些基本知识点总结。
深入学习静电场还涉及到电荷分布、电位能、电容等更复杂的概念和计算方法。
静电场的基本性质知识点总结
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静电场的基本性质知识点总结静电场是物理学中一个重要的概念,它在电学、电磁学等领域都有着广泛的应用。
下面我们来详细总结一下静电场的基本性质。
一、电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
我们可以通过在电场中放置一个试探电荷来定义电场强度。
试探电荷所受的电场力与试探电荷的电荷量之比,就是该点的电场强度。
电场强度是一个矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
如果在电场中有多个点电荷,那么空间某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
电场强度的计算公式:对于点电荷产生的电场,电场强度 E =kQ/r²,其中 k 是静电力常量,Q 是点电荷的电荷量,r 是该点到点电荷的距离。
二、电场线为了形象地描述电场,我们引入了电场线的概念。
电场线是一些假想的曲线,曲线上每一点的切线方向都与该点的电场强度方向一致,而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线的特点:1、电场线从正电荷或无限远出发,终止于负电荷或无限远。
2、电场线在空间中不相交。
3、电场线越密的地方,电场强度越大;电场线越疏的地方,电场强度越小。
通过电场线,我们可以直观地了解电场的分布情况。
三、电势电势是描述电场能的性质的物理量。
在电场中,某点的电势等于把单位正电荷从该点移动到零电势点时电场力所做的功。
电势是一个标量,其大小与选取的零电势点有关。
通常情况下,我们把无穷远处或大地的电势规定为零。
电势差:电场中两点间的电势之差叫做电势差,也叫电压。
电势差的大小等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。
四、电势能电荷在电场中具有的势能叫做电势能。
电势能与电荷量和电势有关,电势能的变化与电场力做功密切相关。
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
电场力做功的大小等于电势能的减少量。
五、静电场中的导体当导体处于静电场中时,会出现静电平衡现象。
在静电平衡状态下,导体内部的电场强度为零,电荷只分布在导体的表面,且表面的电场强度垂直于导体表面。
高三静电场知识点
![高三静电场知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/c1f8dcbaf80f76c66137ee06eff9aef8941e4827.png)
高三静电场知识点静电场是物理学中的一个重要概念,涉及电荷、电场和电势等基本概念和原理。
在高三物理学习中,静电场是一个需要重点掌握的知识点。
本文将围绕静电场的基本概念、电场强度、高斯定律以及静电势能展开详细讲解。
一、静电场的基本概念静电场是由电荷产生的一种物理现象。
在物质中存在着两种基本电荷,即正电荷和负电荷。
同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
在空间中,电荷会形成电场,电场具有方向和大小,用矢量表示。
电场的方向是从正电荷指向负电荷,电场强度用E表示。
二、电场强度电场强度描述了一个电荷在电场中所受到的力的大小。
当一个正电荷在电场中运动时,受到的力的大小与电场强度成正比。
电场强度可以通过库仑定律计算得到。
若空间中存在n个点电荷,那么某一点的电场强度可以表示为:E = k∑(qi/ri²) * r/|r|其中,k是库仑常数,qi表示第i个点电荷的电荷量,ri表示这个点离第i个点电荷的距离,r表示要求电场强度的点离这个系统的距离,符号∑表示对所有的n个点电荷求和。
三、高斯定律高斯定律是静电学中最为重要的定律之一。
它描述了电场的源的性质和电场分布的规律。
高斯定律的表达式如下:∮ E·dA = Q/ε0其中,∮表示对闭合曲面的面积分,E表示曲面上某一点的电场强度,dA表示曲面上面积元素的矢量面积,dA的法向量方向与曲面外侧的单位法向量方向相同,A表示闭合曲面的面积,Q表示闭合曲面内的电荷总量,ε0是真空中的介电常数。
高斯定律可以通过适当选择高斯曲面来求解复杂的电荷分布情况下的电场强度。
四、静电势能电场对电荷进行的势能变化叫做静电势能。
当一个电荷从A点移动到B点,电场对其做功,这份功就是静电势能的变化量。
静电势能可以通过下面的公式计算:ΔEp = q∆V其中,ΔEp表示静电势能的变化量,q表示电荷量,∆V表示电势差。
电势差可以通过下面的公式计算得到:∆V = ∫E·ds其中,∆V表示电势差,E表示电场强度,ds表示路径元素。
静电场知识点
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静电场知识点静电场是物理学中的一个重要概念,它描述了电荷之间相互作用的现象。
本文将介绍一些与静电场相关的知识点,包括静电场的基本概念、库仑定律、电场强度、电势能以及静电屏蔽等。
一、静电场的基本概念静电场是指存在静止电荷所产生的电场。
在静电场中,电荷间的作用力是通过电场来传递的。
电场可以通过电场线来表示,电场线的方向指向电荷的正电荷方向。
静电场中电场线的密度表示电场的强弱,密集的电场线意味着电场的强度较大。
二、库仑定律库仑定律是描述静电相互作用的定律。
根据库仑定律,两个电荷之间的作用力与它们的电荷大小成正比,与它们之间距离的平方成反比。
具体表达式为:F = k * (q1 * q2) / r^2其中,F为两个电荷之间的作用力,q1和q2分别为两个电荷的大小,r为它们之间的距离,k为库仑常数。
三、电场强度电场强度是描述单位正电荷所受电场力的大小和方向的物理量。
用E表示电场强度,它是一个矢量,方向与电场力的方向相同。
电场强度可以通过以下公式计算:E =F / q其中,F为单位正电荷所受电场力,q为单位正电荷的电荷量。
电场强度可以用N/C或V/m来表示。
四、电势能电势能是指电荷由于所处位置而具有的能量。
在静电场中,电势能可以通过电势来描述。
电势是指单位正电荷所具有的电势能。
电势可以用V表示,是一个标量。
在静电场中,电势的变化可以通过以下公式计算:V = k * (q / r)其中,V为电势,q为电荷量,r为距离,k为库仑常数。
五、静电屏蔽静电屏蔽是指通过合适的导体将某一区域与外部电场隔离开来的现象。
静电屏蔽可以有效减少外界电场对内部电荷的影响。
在静电屏蔽中,导体的存在会导致电荷在表面上重新分布,使得内部电场减弱。
静电屏蔽可以应用于各种电子设备和工业生产中,以保护电路的正常运行和避免静电干扰。
结语通过本文的介绍,我们了解了静电场的基本概念、库仑定律、电场强度、电势能以及静电屏蔽等知识点。
掌握这些知识,可以更好地理解电荷之间的相互作用,并应用于实际生活和工作中。
静电场知识点总结
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静电场知识点总结一、电荷与库仑定律电荷是物质的一种基本属性,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。
库仑定律描述了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,其大小与两个电荷的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,方向沿着它们的连线。
库仑定律的表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$是库仑常量,约为$90×10^9 N·m^2/C^2$,$q_1$和$q_2$分别是两个点电荷的电荷量,$r$是它们之间的距离。
二、电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
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,叫做该点的电场强度,简称场强。
其定义式为:$E =\frac{F}{q}$,单位是$N/C$(牛每库)。
点电荷产生的电场强度公式为:$E = k\frac{Q}{r^2}$,其中$Q$是产生电场的点电荷的电荷量,$r$是距点电荷的距离。
电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
三、电场线电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
常见的电场线分布如下:1、正点电荷的电场线是以点电荷为中心,向外辐射的直线。
2、负点电荷的电场线是指向点电荷的直线。
3、等量同种电荷的电场线,在两电荷连线中点处场强为零,从两电荷连线中点沿中垂线向外,场强先增大后减小。
4、等量异种电荷的电场线,在两电荷连线上,靠近电荷量小的电荷一侧场强小;两电荷连线的中垂线上,场强方向均相同,且与中垂线垂直。
四、电势能与电势电势能是电荷在电场中具有的势能。
电场力对电荷做正功,电势能减小;电场力对电荷做负功,电势能增加。
电势是描述电场能的性质的物理量。
电场中某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
其定义式为:$\varphi =\frac{E_p}{q}$,单位是伏特($V$)。
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静电场知识点总结一、点电荷和库仑定律1.如何理解电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷(1)电荷量是物体带电的多少,电荷量只能是元电荷的整数倍.(2)元电荷不是电子,也不是质子,而是最小的电荷量数值,电子和质子带有最小的电荷量,即e=×10-19 C,是密立根通过油滴实验测定的。
(3)点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”,是一种理想化的模型,对其带电荷量无限制.(4)试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响,且要求在其占据的空间内场强“相同”,故其应为带电荷量“足够小”的点电荷.2.库仑定律(1)适用条件:真空中的点电荷(2)库仑力的方向:同种电荷相互排斥,为斥力;异种电荷相互吸引,为引力.二、库仑力作用下的平衡问题1.分析库仑力作用下的平衡问题的思路(与以往的受力分析一样,不过多了个电场力)(1)确定研究对象.如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”,一般是先整体后隔离.(2)对研究对象进行受力分析.有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力,而尘埃、液滴等一般需考虑重力.具体视题目要求来定。
(3)列平衡方程(F合=0或F x=0,F y=0,即水平和竖直方向合力分别为0).2.三个自由点电荷的平衡问题(1)条件:三个点电荷放置于于一条直线上,且接触面光滑不固定,有如下结论(2)规律:“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上;“两同夹异”——正负电荷相互间隔;“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小;“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷.三、场强的三个表达式的比较及场强的叠加电场为矢量,叠加需要平行四边形定则。
四、对电场线的进一步认识1.点电荷的电场线的分布特点(1)离点电荷越近,电场线越密集,场强越强.(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同.2.等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(1)两点电荷连线上各点,电场线方向从正电荷指向负电荷.(2)两点电荷连线的中垂面(线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直.在中垂面(线)上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线的中点).(3)关于O点对称的两点A与A′,B与B′的场强等大、同向.3.等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(1)两点电荷连线中点O处场强为零.(2)中点O附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零.(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远,电场线先变密后变疏,即场强先变大后变小.(4)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行.(5)关于O点对称的两点A与A′,B与B′的场强等大、反向.五、电势高低及电势能大小的比较方法1.比较电势高低的几种方法(1)沿电场线方向,电势越来越低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面.注意:电势降低最快的方向是电场线的方向(2)判断出U AB的正负,再由U AB=φA-φB,比较φA、φB的大小,若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA<φB.,即看U AB的下角标。
(3)取无穷远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低.2.电势能大小的比较方法(1)场源电荷判断法(E P=qφ,电势能既与电势有关,还取决于电性的正负)①离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大,试探负电荷的电势能越小.②离场源负电荷越近,试探正电荷的电势能越小,试探负电荷的电势能越大.(2)电场线判断法①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大.②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小.(3)做功判断法电场力做正功,电荷(无论是正电荷还是负电荷),电势能减少.反之,如果电荷克服电场力做功,那么电势能将增加。
六、电场力做功的特点及电场力做功的计算1.电场力做功的特点电场力做的功和路径无关,只和初、末位置的电势差有关.2.电场力做功的计算方法(1)由公式W=Flcos θ计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=qEl E,式中l E为电荷初末位置在电场方向上的距离.(2)由电势差的定义式计算,W AB=qU AB,对任何电场都适用.当U AB>0,q>0或U AB<0,q<0时,W>0;否则W <0.(3)由电场力做功与电势能变化的关系计算,W AB=E PA-E PB.= -ΔE P七、电场线、等势线与运动轨迹的综合分析1.带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力的情况以及初速度的情况共同决定的.运动轨迹上各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向.电场线只能够描述电场的方向和定性地描述电场的强弱,它决定了带电粒子在电场中各点所受电场力的方向和加速度的方向.2.等势线总是和电场线垂直,已知电场线可以画出等势线.已知等势线也可以画出电场线.3.在利用电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹解决带电粒子的运动问题时,基本方法是:(1)根据带电粒子的运动轨迹确定带电粒子受到的电场力的方向,带电粒子所受的合力(往往只受电场力)指向运动轨迹曲线的内侧,再结合电场线确定带电粒子的带电种类或电场线的方向;(2)根据带电粒子在不同的等势面之间移动,结合题意确定电场力做正功还是做负功,电势能的变化情况或是等势面的电势高低.八、匀强电场中电场强度与电势差的关系1.电场与电势没关系,一个反映电场力的性质,一个是能的性质,一个是矢量一个是标量。
公式E=Ud反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向.2.公式中d可理解为电场中两点所在等势面之间的距离,由此可得出一个结论:在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等.如图5所示,AB、CD平行且相等,则U AB=U CD九、静电现象1.处于静电平衡状态的导体具有以下特点(1)导体内部的场强(E0与E′的合场强)处处为零,E内=0;(2)整个导体是等势体,导体的表面是等势面; (3)导体外部电场线与导体表面垂直;(4)静电荷只分布在导体外表面上,且与导体表面的曲率有关.2.静电屏蔽:如果用金属网罩(或金属壳)将一部分空间包围起来,这一包围空间以外的区域里,无论电场强弱如何,方向如何,空间内部电场强度均为零.因此金属网罩(或金属壳)对外电场有屏蔽作用.十、平行板电容器的动态分析运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路 (1)确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变.电容器的两极板与电源连接时,电容器两极板间的电压保持不变;用E =Ud 分析电容器极板间场强的变化电容器先充电后与电源断开,电容器的电荷量保持不变.用E=4πkQ/(εS)分析电容器极板间场强的变化 (2)用决定式C =εrS4πkd分析平行板电容器电容的变化. (3)用定义式C =QU 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化,确定充放电过程,充电电流由电源正极流向正极板,由负极板流回电源附近;放电,电流由正极板流出,流向负极板(可以通过电源)十一、带电粒子在电场中的直线运动 1. 带电粒子在电场中的运动:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速;直线还是曲线),直线说明合力和速度共线,解决这类问题的基本方法是:(1)采用运动和力的观点:牛顿第二定律和运动学知识求解. (2)用能量转化的观点:动能定理和功能关系求解. 2.对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)要掌握电场力的特点.电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关,还跟带电粒子的电性和电荷量有关.(2)是否考虑重力要依据情况而定.基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外,一般不考虑重力(但不能忽略质量). 带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗示外,一般都不能忽略重力. 十二、带电粒子在电场中的偏转在图中,设带电粒子质量为m ,带电荷量为q ,以速度v 0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场,偏转电压为U ,若粒子飞离偏转电场时的偏距为y ,偏转角为θ,则tan θ=v y v x =a y t v 0=qUl mdv 20,y =12a y t 2=qUl22mdv 20带电粒子从极板的中线射入匀强电场,其出射时速度方向的反向延长线交于极板中线的中点.所以侧移距离也可表示为y =l2tan θ,所以粒子好像从极板中央沿直线飞出去一样.若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U 0加速后进入偏转电场的,则qU 0=12mv 20,即y =Ul 24dU 0,tan θ=yx =Ul2dU 0.由以上讨论可知,粒子的偏转角和偏距与粒子的q 、m 无关,仅决定于加速电场和偏转电场,即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场,它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的.十三、用能量的观点处理带电体在电场及复合场中的运动对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量的观点去处理,用能量观点处理也更简捷,具体的方法通常有两种:(1)用动能定理处理.思维顺序一般为:①明确研究对象的物理过程;②分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是做负功;③弄清所研究过程的初、末两个状态的动能;④根据动能定理列出方程求解.(2)用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理.列式的方法主要有两种:①从初、末状态的能量相等列方程;②从某些能量的减少量等于另一些能量的增加量列方程.圆周运动等效重力场问题(找等效最高点、最低点问题)绳拉物体在竖直平面内做圆周运动规律最高点最低点(平衡位置) 临界最高点:重力提供向心力,速度最小速度最大、拉力最大等效重力场:重力场、电场等叠加而成的复合场;等效重力:重力、电场力的合力 处理思路:①受力分析,计算等效重力(重力与电场力的合力)的大小和方向②在复合场中找出等效最低点、最高点。
最高、低点:T 与等效重力共线 ③根据圆周运动供需平衡结合动能定理列方程处理例、光滑绝缘的圆形轨道竖直放置,半径为R ,在其最低点A 处放一质量为m 的带电小球,整个空间存在匀强电场,使小球受到电场力的大小为mg 33,方向水平向右,现给小球一个水平向右的初速度0v,使小球沿轨道向上运动,若小球刚好能做完整的圆周运动,求vAB。