電場知識點講解

1、3-1 第一章電場電場力的性質(zhì)知識簡析一、電荷、電荷守恒定律1、兩種電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷。192、元電荷：一個元電荷的電量為1 6× 10C，是一個電子所帶的電量。3、起電：使物體帶電叫起電，使物體帶電的方式有三種摩擦起電，接觸起電，感應(yīng)起電。4、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的注意： 電荷的變化是電子的轉(zhuǎn)移引起的；完全相同的帶電金屬球相接觸，同種電荷總電荷量平均分配，異種電荷先中和后再平分。二、庫侖定律1 內(nèi)容：真空中兩個點電荷之間相互

2、作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2 公式： F=kQ 1Q2 r2k 9 0×109N · m2 C23適用條件： （ 1）真空中；（ 2）點電荷點電荷是一個理想化的模型， 在實際中， 當帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計時，就可以把帶電體視為點電荷（這一點與萬有引力很相似，但又有不同：對質(zhì)量均勻分布的球， 無論兩球相距多近，r 都等于球心距； 而對帶電導體球， 距離近了以后，電荷會重新分布，不能再用球心距代替r ）。點電荷很相似于我們力學中的質(zhì)點注意 ：兩電荷之間的作用力是相互的，遵守牛頓第三定

3、律使用庫侖定律計算時，電量用絕對值代入，作用力的方向根據(jù)“同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引”的規(guī)律定性判定。三、電場：1、存在于帶電體周圍的傳遞電荷之間相互作用的特殊媒介物質(zhì)電荷間的作用總是通過電場進行的。2、電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用。3、電場可以由存在的電荷產(chǎn)生，也可以由變化的磁場產(chǎn)生。四、電場強度1定義：放入電場中某一點的電荷受到的電場力F 跟它的電量 q 的比值叫做該點的電場強度，表示該處電場的強弱2表達式： E F/q單位是： N/C 或 V/m ；E=kQ/r2（導出式，真空中的點電荷，其中Q 是產(chǎn)生該電場的電荷）EU/d （導出式，僅適用于勻強電場，其中d 是沿

4、電場線方向上的距離）3方向：與該點正電荷受力方向相同，與負電荷的受力方向相反；電場線的切線方向是該點場強的方向；場強的方向與該處等勢面的方向垂直4在電場中某一點確定了，則該點場強的大小與方向就是一個定值，與放入的檢驗電荷無關(guān)，即使不放入檢驗電荷， 該處的場強大小方向仍不變， 這一點很相似于重力場中的重力加速度， 點定則重力加速度定，與放入該處物體的質(zhì)量無關(guān)，即使不放入物體，該處的重力加速度仍為一個定值5、電場強度是矢量， 電場強度的合成按照矢量的合成法則（平行四邊形法則和三角形法則）6、電場強度和電場力是兩個概念，電場強度的大小與方向跟放入的檢驗電荷無關(guān)，而電場力的大小與方向則跟放入的檢驗電荷

5、有關(guān)，五、電場線：是人們?yōu)榱诵蜗蟮拿枥L電場而想象出一些線，客觀并不存在1切線方向表示該點場強的方向，也是正電荷的受力方向2從正電荷出發(fā)到負電荷終止，或從正電荷出發(fā)到無窮遠處終止，或者從無窮遠處出發(fā)到負電荷終止3疏密表示該處電場的強弱，也表示該處場強的大小4勻強電場的電場線平行且距離相等5沒有畫出電場線的地方不一定沒有電場6順著電場線方向，電勢越來越低7電場線的方向是電勢降落陡度最大的方向，電場線跟等勢面垂直8電場線永不相交也不閉合，9電場線不是電荷運動的軌跡電場能的性質(zhì)知識簡析一、電勢差電荷從電場中的一點移到另一點，電場力做的功跟其電量的比值叫做這兩點的電勢差，U=W/q ，是標量點評 ：電勢

6、差很類似于重力場中的高度差物體從重力場中的一點移到另一點，重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點的高度差hW/G 二、電勢某點相對零電勢的電勢差叫做該點的電勢，是標量在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移到零電勢點時電場力所做的功.由電場本身因素決定，與檢驗電荷無關(guān)。點評 ：類似于重力場中的高度某點相對參考面的高度差為該點的高度注意：（ 1）高度是相對的 與參考面的選取有關(guān)，而高度差是絕對的與參考面的選取無關(guān)同樣電勢是相對的與零電勢的選取有關(guān)，而電勢差是絕對的，與零電勢的選取無關(guān)（ 2）一般選取無限遠處或大地的電勢為零當零電勢選定以后， 電場中各點的電勢為定值（ 3）電場中 A 、B 兩點的電勢差等于 A

7、 、B 的電勢之差 ,即 U AB = A B, 沿電場線方向電勢降低 .三、電場力做功與電勢能1電勢能：電場中電荷具有的勢能稱為該電荷的電勢能電勢能是電荷與所在電場所共有的。2電勢能的變化：電場力做正功電勢能減少；電場力做負功電勢能增加重力勢能變化：重力做正功重力勢能減少；重力做負功重力勢能增加3電場力做功：W=qU ， U 為電勢差， q 為電量重力做功： W Gh，h 為高度差， G 為重量電場力做功跟路徑無關(guān)，是由初末位置的電勢差與電量決定重力做功跟路徑無關(guān)，是由初末位置的高度差與重量決定四、等勢面1電場中電勢相等的點所組成的面為等勢面2特點（ 1）各點電勢相等（ 2）等勢面上任意兩點

8、間的電勢差為零（ 3）電荷沿著等勢面運動，電場力不做功（ 4）處于靜電平衡狀態(tài)的導體是一個等勢體，其面為等勢面（ 5）勻強電場，電勢差相等的等勢面間距離相等，點電荷形成的電場，電勢差相等的等勢面間距不相等，越向外距離越大（ 6）等勢面上各點的電勢相等但電場強度不一定相等（ 7）電場線跟等勢面垂直，且由電勢高的面指向電勢低的面（ 8）兩個等勢面永不相交電場中的導體、電容器知識簡析一、電場中的導體1、靜電感應(yīng)：絕緣導體放在一個帶電體的附近，在絕緣導體上靠近帶電體的一端應(yīng)帶電體的異種電荷， 在遠離帶電體的一端帶同種電荷 靜電感應(yīng)可從兩個角度來理解： 根據(jù)同種電荷相排斥， 異種電荷相吸引來解釋； 也可

9、以從電勢的角度來解釋， 導體中的電子總是沿電勢高的方向移動2靜電平衡狀態(tài)：導體中（包括表面）沒有電荷定向移動的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)注意這里是沒有定向移動而不是說導體內(nèi)部的電荷不動，內(nèi)部的電子仍在做無規(guī)則的運動，3處于靜電平衡狀態(tài)的導體：（ 1）內(nèi)部場強處處為零，導體內(nèi)部的電場強度是外加電場和感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場疊加的結(jié)果（因為假若內(nèi)部場強不為零，則內(nèi)部電荷會做定向運動，那么就不是靜電平衡狀態(tài)了）（ 2）凈電荷分布在導體的外表面，內(nèi)部沒有凈電荷 （因為凈電荷之間有斥力，所以彼此間距離盡量大，凈電荷都在導體表面）（ 3）是一個等勢體， 表面是一個等勢面 （因為假若導體中某兩點電勢不相等，這兩點則有電勢

10、差，那么電荷就會定向運動） 4靜電屏蔽處于靜電平衡狀態(tài)的導體,內(nèi)部的場強處處為零,導體內(nèi)部區(qū)域不受外部電場的影響,這種現(xiàn)象就是靜電屏蔽.二、電容1定義；電容器所帶的電量跟它的兩極間的電勢差的比值叫做電容器的電容C=Q/U2說明：（ 1）電容器定了則電容是定值，跟電容器所帶電量及板間電勢差無關(guān)（ 2）單位：法庫 /伏（ 3）電容器所帶電量是指一板上的電量（4）平行板電容器C=S 為介電常數(shù)，真空中 1，空氣中通常也取1， S 為板4k d間正對面積，不可簡單的理解為板的面積，d 為板間的距離（ 5）電容器被擊穿相當于短路，而燈泡壞了相當于斷路。（ 6）常用電容器： 可變電容、固定電容（紙介電容器

11、與電解電容器）（7） CQ/U因為 U1=Q 1/C U2=Q2/C所以 CQ/U（ 8）電容器兩極板接入電路中，它兩端的電壓等于這部分電路兩端電壓，當電容變化時，電壓不變；電容器充電后斷開電源，一般情況下電容變化，電容器所帶電量不變帶電粒子在電場中的運動規(guī)律方法一、帶電物體在電場中的運動帶電物體（一般要考慮重力）在電場中受到除電場力以外的重力、彈力、摩擦力，由牛頓第二定律來確定其運動狀態(tài)，所以這部分問題將涉及到力學中的動力學和運動學知識。二、帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的運動與前面的帶電物體在電場中的運動的不同點就是不考慮粒子的重力帶電粒子在電場中運動分兩種情況：第一種是帶電粒子垂

12、直于電場方向進入電場，在沿電場力的方向上初速為零， 作類似平拋運動 第二種情況是帶電粒子沿電場線進入電場， 作直線運動1、加速電場加速電壓為U，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電量為q，假設(shè)從靜止開始加速，則根據(jù)動能定理? mv 2=Uq ，所以離開電場時速度為v=2Uq m2、在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)如圖所示，板長為 L ，板間距離為d，板間電壓為U ，帶電粒子沿平行于帶電金屬板以初速度 v0 進入偏轉(zhuǎn)電場，飛出電場時速度的方向改變角 。知道在偏轉(zhuǎn)電場中的兩個分運動：垂直電場方向的勻速運動，vx v0，平行電場方向的初速度為零，加速度為Eq/m的勻加速直線運動偏向角 tan =qUL/mdv 02推導： 在電場中運動的時間t L/v 0 在電場中的加速度a qU/dm 飛出電場時豎直方向速度vy at 偏轉(zhuǎn)角的正切值 tan =v y/v0 由可得 tan =qUL/mdv 02飛出電場時，豎直方向位移y=?at 2=qUL 2/2mdv 02經(jīng)同一加速電場由靜止加速的兩個質(zhì)量、電量均不同的粒子， 進入同一偏轉(zhuǎn)電場，飛出時偏轉(zhuǎn)角相同 U 0