電場(chǎng)基本概念

1、一、電場(chǎng)基本規(guī)律1、電荷守恒定律：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn) 移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中， 電荷的總量保持不變。(1)三種帶電方式：摩擦起電，感應(yīng)起電，接觸起 電。2、庫(kù)侖定律(1)定律內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，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。(2)表達(dá)式：k=9.0 xi09Nm2/C2 靜電力常量(3)適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。(2)元電荷：最小的帶電單元，任何帶電體的帶電量都是元電荷的 整數(shù)倍，e=1.6 X10-19C密立卞g測(cè)得 e的值。二、電場(chǎng)能的性質(zhì)

2、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)小(1)定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能Ep與電荷量的比值。.電勢(shì)具有相對(duì)性，相對(duì)參考點(diǎn)而言。但電勢(shì)之差與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān),.電勢(shì)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。.電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身決定，與Ep和q無(wú)關(guān)。.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)高低的判斷方法根據(jù)電場(chǎng)線判斷：沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低。小 A> 4B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

3、高的地方向電勢(shì)能低 的地方運(yùn)動(dòng)。3、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：一一帶正負(fù)號(hào)計(jì)算(3)特點(diǎn)：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(wú)窮遠(yuǎn)處為 零勢(shì)能面。電勢(shì)能的變化量 Ep與零勢(shì)能面的選擇無(wú)關(guān)。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：Uab=林-M(3)特點(diǎn)：電勢(shì)差是標(biāo)量，但是卻有正負(fù)，正負(fù)只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢(shì)誰(shuí)高 誰(shuí)低。若 Uab>0 ,則 Uba<0。單位：伏電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差是確定的，與零勢(shì)面

4、的選擇無(wú)關(guān)U=Ed)強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差計(jì)算公式。一一電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng) 度之間的關(guān)系。5、靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場(chǎng)都等于外電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)的 大小相等，方向相反。處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是個(gè)等勢(shì)面。電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，在導(dǎo)體表面的分布與導(dǎo)體表面的彎曲 程度有關(guān)，越彎曲，電荷分布越多。6、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(wú)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=U ABq一帶正負(fù)號(hào)計(jì)算(適用于任何電場(chǎng))WAB=qEd -d沿電場(chǎng)方向的距離。一一勻強(qiáng)電

5、場(chǎng)(3)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系Wab =- ZEp=E pa-Epb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7、等勢(shì)面：(1)定義：電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。(2)特點(diǎn)：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。等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直兩等勢(shì)面不相交等勢(shì)面的密集程度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小：疏弱密強(qiáng)。畫等勢(shì)面時(shí)，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。(3)判斷電場(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)小)相等距離兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。三、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

6、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：E與F、q無(wú)關(guān)，只由電場(chǎng)本身決定。(3)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量：大?。?jiǎn)挝浑姾墒艿降碾妶?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。(4)單位：N/C (5)其他的電場(chǎng)強(qiáng)度公式點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式：一一 Q場(chǎng)源電荷E=KQ/R 2勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)公式：一一 d沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間距離 E=U/d(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)弱和方向理性模型，實(shí)際上是不存在 的(2)電場(chǎng)線的特點(diǎn)：電場(chǎng)線起于正(無(wú)窮遠(yuǎn))，止于(無(wú)窮遠(yuǎn))負(fù)電荷不封閉，不相交，不相切沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，且電勢(shì)降低最快。一條電場(chǎng)線無(wú)法判斷場(chǎng)強(qiáng)大

7、 小，可以判斷電勢(shì)高低。電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，靜電平衡導(dǎo)體，電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面(3)幾種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線勻、應(yīng)用一一帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(平衡問(wèn)題，加速問(wèn)題，偏轉(zhuǎn)問(wèn)題)1、基本粒子不計(jì)重力，但不是不計(jì)質(zhì)量，如質(zhì)子，電子，a粒子，氣，笊，瓶帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計(jì)算重力。2、平衡問(wèn)題：電場(chǎng)力與重力的平衡問(wèn)題。mg=Eq3、加速問(wèn)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)， 只受電場(chǎng)力Eq,粒子的加速度為 a=qE/m ,若兩板間距離為 d ,則(2)由動(dòng)能定理解釋，可見(jiàn)加速的末速度與兩板間的距離d無(wú)關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不

8、一樣，d越大，飛行時(shí)間越長(zhǎng)。3-偏轉(zhuǎn)問(wèn)題一一類平拋運(yùn)動(dòng)在垂直電場(chǎng)線的方向：粒子做速度為V0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V。、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，則在該方向粒子的加速度a=F電/m帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場(chǎng)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/v 0=L/v 0粒子要能飛出電場(chǎng)則：y<d/2 (d為磁場(chǎng)寬度) 五、電容器及其應(yīng)用1、電容器充放電過(guò)程：(電源給電容器充電)充電過(guò)程：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能放電過(guò)程：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。(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：C=Q/U為一是定義式不是決定式C=為一是電容的決定式(平行板電容器)(4)單位：法拉 F,微法仙F,皮法pF1F=10 -6 妤=10 -12 P F(5)特點(diǎn)電容器