高二物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)

1、第一章 電場(chǎng)一、電場(chǎng)基本規(guī)律1、電荷 電荷守恒定律自然界中只存在正、負(fù)電荷。自然界中兩種電荷的總量是守恒的，使物質(zhì)帶電的過程， 就是使電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體 （如摩擦起電和接觸帶電） ；或者是從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分（靜電感應(yīng)） ，不管何種方式，電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，這就是電荷守恒定律。（ 1）三種帶電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電（ 2）元電荷：最小的電荷量，自然界任何物體的帶電荷量都是元電荷（e=1.6 × 10-19 c ）的整數(shù)倍，電子、質(zhì)子的電荷量都等于元電荷，但電性不同，前者為負(fù)，后者為正。2、庫侖定律：（ 1）定律內(nèi)容： 真空 中兩個(gè) 靜止點(diǎn)電荷 之

2、間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正 比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。kQ1 Q2922（ 2）表達(dá)式： F2k=9.0 ×10 N· m/C 靜電力常量r（ 3）適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。二、電場(chǎng)力的性質(zhì)：1、電場(chǎng)的基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用。2、電場(chǎng)強(qiáng)度E：（ 1）定義：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F 與電荷的帶電量q 的比值，就叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。（ 2）定義式：EFE與 F、q 無關(guān)，只由電場(chǎng)本身決定。q（ 3）電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量：大小：在數(shù)值上為單位電荷受到的電場(chǎng)力。方向： 規(guī)定正電荷受力方向，負(fù)電荷受力與E的方向相反。

3、（ 4）單位： N/C,V/m 1N/C=1V/m（ 5）其他的電場(chǎng)強(qiáng)度公式1點(diǎn)電荷 的場(chǎng)強(qiáng)公式：kQ Q場(chǎng)源電荷E2r2勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)公式：U d 沿電場(chǎng)方向等勢(shì)面間距離Ed（ 6）場(chǎng)強(qiáng)的疊加：遵循平行四邊形法則3、電場(chǎng)線：（ 1）意義：形象直觀描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的理想模型，實(shí)際上是不存在的（ 2）電場(chǎng)線的特點(diǎn)：1 電場(chǎng)線起于正電荷（無窮遠(yuǎn)），止于（無窮遠(yuǎn)）負(fù)電荷2 不封閉，不相交，不相切。3 沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，且電勢(shì)降低最快。一條電場(chǎng)線無法判斷場(chǎng)強(qiáng)大小，可以判斷電勢(shì)高低。4 電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面（ 3）幾種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線：各點(diǎn)的切線方向反映場(chǎng)強(qiáng)的方向，疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小。E- 1 -三

4、、電場(chǎng)能的性質(zhì)1、電場(chǎng)能的基本性質(zhì)：電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)，電場(chǎng)力要對(duì)電荷做功。2、電勢(shì)能Ep：（ 1）定義：電荷在電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)和電荷間的相互作用，由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力把電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功。（ 2）定義式：E pAWA0 帶正負(fù)號(hào)計(jì)算（ 3）特點(diǎn)：（與重力勢(shì)能類似）1電勢(shì)能具有相對(duì)性，相對(duì)零勢(shì)能面而言，通常選大地或無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面。2 電勢(shì)能的變化量Ep 與零勢(shì)能面的選擇無關(guān)。3、電勢(shì) ：（ 1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能（ 2）定義式： E p 單位：伏（ q（ 3）特點(diǎn)：Ep 與電荷量的比值。V） 帶正負(fù)號(hào)計(jì)算1 電勢(shì)具有相對(duì)性，相對(duì)參考點(diǎn)

5、而言。但電勢(shì)之差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。2 電勢(shì)是一個(gè)標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢(shì)比參考點(diǎn)電勢(shì)高，還是低。3電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身決定，與Ep 和 q 無關(guān) 。4電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。（ 4）電勢(shì)高低的判斷方法AB1根據(jù)電場(chǎng)線判斷：沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。 A>B2根據(jù)電勢(shì)能判斷：正電荷：電勢(shì)能大，電勢(shì)高；電勢(shì)能小，電勢(shì)低。負(fù)電荷：電勢(shì)能大，電勢(shì)低；電勢(shì)能小，電勢(shì)高。結(jié)論：只在電場(chǎng)力作用下，靜止的電荷從電勢(shì)能高的地方向電勢(shì)能低的地方運(yùn)動(dòng)。4、電勢(shì)差UAB（ 1）定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差。也叫電壓。（ 2）定義式： U = - B單位：伏（

6、V）ABA（ 3）特點(diǎn)：1 電勢(shì)差是標(biāo)量，卻有正負(fù)，只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢(shì)誰高誰低。電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差是確定的，與零勢(shì)面的選擇無關(guān) U=Ed勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差計(jì)算公式。電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。5、電場(chǎng)力做功WAB：（ 1）電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，即與初末位置的電勢(shì)差有關(guān)。（ 2）表達(dá)式： WAB=UABq - 帶正負(fù)號(hào)計(jì)算 （適用于任何電場(chǎng)）WAB=Eqd -d沿電場(chǎng)方向的距離。勻強(qiáng)電場(chǎng)（ 3）電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系W AB=- Ep=EpA-E PB結(jié)論：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加6、等勢(shì)面：（ 1）定義：電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成

7、的面。（ 2）特點(diǎn)：1 等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。2 等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直3 兩等勢(shì)面不相交4 等勢(shì)面的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)的大?。菏枞趺軓?qiáng)。- 2 -（ 3）判斷非勻強(qiáng)電場(chǎng)線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大?。嚎拷鼒?chǎng)源 （場(chǎng)強(qiáng)大） 的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于遠(yuǎn)離場(chǎng)源（場(chǎng)強(qiáng)?。?相等距離兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。如：若 AB=BC ，則 U AB >UBCA B C四、電容器及其應(yīng)用：A1、電容器充放電過程： （電源給電容器充電）SB充電過程S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能LC放電過程S-B：電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、電容：（ 1）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。（

8、 2）定義：電容器所帶電量 Q與電容器兩極板間電壓 U的比值就叫做電容器的電容。（ 3）定義式： CQ是 定義式 不是決定式UCS是電容的 決定式 （平行板電容器）4 kd-6-12（ 4）單位：法拉F，微法 F，皮法 pF 1pF=10F F=10（ 5）特點(diǎn)：1 電容器的電容 C 與 Q和 U 無關(guān)，只由電容器本身決定。2 電容器的帶電量 Q是指一個(gè)極板帶電量 的絕對(duì)值。3 電容器始終與電源相連，則電容器的電壓U不變 。電容器充電完畢，再與電源斷開，則電容器的帶電量Q不變 。4 在有關(guān)電容器問題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個(gè)公式和3 的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷QCSUCEdU4 kd五、應(yīng)用帶電

9、粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（平衡問題，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題）1、基本粒子不計(jì)重力，但不是不計(jì)質(zhì)量，如質(zhì)子（ 11H ），電子， 粒子（ 24 He ） , 氕（ 11 H ），氘（ 12 H ），氚（ 13 H ）帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計(jì)算重力。2、平衡問題：電場(chǎng)力與重力的平衡問題。mg=EqEqv0mg3、加速問題：（ 1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力），v只受電場(chǎng)力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則2Eqd2Uqvmm（ 2）由動(dòng)能定理解釋，1 mv20 Uq ， v2UqU2m可見加速的末速度與兩板間的距離 d 無關(guān)，只與兩板間的電

10、壓有關(guān)，但是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一樣， d 越大，飛行時(shí)間越長(zhǎng)。- 3 -4、偏轉(zhuǎn)問題類平拋運(yùn)動(dòng)（由兩極板間中點(diǎn)射入）在垂直電場(chǎng)線（平行于極板）的方向：粒子做速度為v0 的勻速直線運(yùn)動(dòng)。在平行電場(chǎng)線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子若不計(jì)重力，則在豎直方向粒子的加速度EqUqamdm帶電粒子做類平拋的水平距離：若能飛出電場(chǎng)，則水平距離為L(zhǎng)；若不能飛出電場(chǎng)則水平距離為x帶電粒子飛行的時(shí)間：t=x/v0=L/v 01L粒子要能飛出電場(chǎng)則：y d/2 2粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)：y12 3at2v0vy粒子在豎直方向的分速度:at 4y粒子出電場(chǎng)的速度偏角：v y 5tanv0v0由 12345 可得： vyv飛行時(shí)間： tL豎直分速度： vyUqLv0mdv0側(cè)向偏移量：UqL2偏向角： tanUqLymv02 d2mv02 d5、先加速后偏轉(zhuǎn)問題LLL 飛行時(shí)間： tv0v0U 2 Ly偏向角： tany2U 1 d v0U1