高二物理選修31靜電場全章復(fù)習(xí)資料

1、高二物理(選修3-1)第一章 靜電場 1.1 庫侖定律1電荷：自然界中只存在兩種電荷，即正電荷和負(fù)電荷用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷為正電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷為負(fù)電荷同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引2電荷量：電荷量是指物體所帶電荷的多少單位是庫侖，字母為“C”物體不帶電的實質(zhì)是物體帶有等量的異種電荷3元電荷：電子所帶電荷量e=1.610-19C，所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，因此電荷量e稱為元電荷4點電荷：點電荷是一種理想化的模型，當(dāng)帶電體的尺寸比它們之間的距離小得很多，以致帶電體的大小、形狀對相互作用力影響不大時，這樣的帶電體就可以看做點電荷5物體帶電方法：（1）摩擦起

2、電；（2）感應(yīng)起電；（3）接觸起電6電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，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，在轉(zhuǎn)移過程中電荷總量保持不變7庫侖定律： （1）適用條件： 真空中，點電荷（2）公式：說明：兩個點電荷間的相互作用力是一對作用力與反作用力，不論兩個帶電體的電量是否相等，甚至相差懸殊，但它們間的作用力一定大小相等、方向相反，并與它們的質(zhì)量無關(guān)均勻帶電的圓球、圓板、圓環(huán)，等效為電荷都集中在球心、圓心微觀粒子（如電子、質(zhì)子）間的萬有引力比它們之間的庫侖力小得多，萬有引力通常忽略不計，電荷在電場中受力分析時，一般情況下物體的重力不計1.2 電場強度 電場力的

3、性質(zhì)1電場：（1）電場：帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒體它是一種看不見的客觀存在的物質(zhì)它具有力的特性和能的特性（2）電場最基本的性質(zhì)：對放入電場中的電荷由電場力的作用（3）電場力：放入電場中的電荷受到電場的力的作用，此力叫電場力2電場強度E：描述電場力的性質(zhì)的物理量（1）定義：放入電場中某點的電荷所受電場力與此電荷所帶電荷量的比值，叫電場強度（2）定義式：（3）物質(zhì)性：電場是電荷周圍客觀存在的物質(zhì)，電荷之間的相互作用力通過電場而發(fā)生（4）客觀性：場強是描述電場力的性質(zhì)的物理量，只由電場本身決定電場中某點的場強與檢驗電荷的電性和電量q無關(guān)，與檢驗電荷所受的電場力F無關(guān)，即使無檢驗

4、電荷存在，該點的場強依然是原有的值（5）矢量性：電場中某點的電場強度方向規(guī)定為正電荷在該點所受電場力的方向與放在該點的負(fù)電荷受的電場力的方向相反（6）場強大小判斷：a根據(jù)電場力判斷：b根據(jù)電場線判斷：只與電場線疏密有關(guān)，與電場線方向無關(guān)c根據(jù)勻強電場中電勢差判斷：E=U/d（7）電場強度的計算：（定義式，普遍適用）（用于真空中點電荷形成的電場）（用于勻強電場）3電場線：在電場中畫出一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線，使曲線上每一點的切線方向跟該點的場強方向一致，這些曲線就叫做電場線（1）電場線是為了形象地表示電場的方向和強弱引入的假想線，它不是電場中實際存在的線電場線也不是電荷在電場中運動的

5、軌跡（2）電場線的疏密表示場強的大小，電場線越密的地方，其場強就越大（3）電場線上某點的切線方向即該點的場強力向，也就是正電荷在該點所受電場力的方向 （4）靜電場的電場線是不閉合的曲線，總是從正電荷(或無窮遠(yuǎn)處)發(fā)出，終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處)在沒有電荷的地方電場線不會中斷，也不會相交正電荷一定要發(fā)出電場線，負(fù)電荷一定要接收電場線（5）電場線不會相交或相切4電場的疊加：同時存在幾個產(chǎn)生電場的場源時，電場中某點的合場強是各場源單獨在該點產(chǎn)生場強的矢量和 1.3 電勢 電場能的性質(zhì)1電勢差UAB：（1）定義：電荷在電場中，由一點A移動到另一點B時，電場力所做的功與移動電荷電荷量的比值WAB/q，叫

6、做A、B兩點間的電勢差，用UAB表示（2）定義式：UAB=WAB/q（3）電勢差是標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)表示電勢的高低2電勢：描述電場能的性質(zhì)的物理量（1）定義：電勢實質(zhì)上是和標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢差即電場中某點的電勢，在數(shù)值上等于把單位正電荷從某點移到標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢點）時電場力所做的功（2）定義式：A=UA= WA/q（3）電勢是標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)表示該點電勢比零電勢點高還是低（4）電勢高低判斷：a根據(jù)移動檢驗電荷做功判斷：移動正電荷電場力做正功(負(fù)功)時，電勢降落(升高)；移動負(fù)電荷電場力做正功(負(fù)功)時，電勢升高(降落)b根據(jù)電場線判斷：沿著電場線方向，電勢越來越低，逆著電場線方向電勢越來越高

7、c根據(jù)場源電荷判斷：離正電荷越近，電勢越高，離場源負(fù)電荷越近，電勢越低d根據(jù)電勢差判斷：>0，則A點電勢比B點高；<0，則A點電勢比B點低3電勢能EP：（1）電荷在電場中具有的與電荷位置有關(guān)的能量叫電荷的電勢能（2）電勢能是標(biāo)量（3）電場力做功與電勢能的變化的關(guān)系：電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減少，做功量等于電勢能的減少量；電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增加，做功量等于電勢能的增加量，即W電=EP（類比于WG=EP）4電場力做功的計算：（1）根據(jù)電勢能的變化與電場力做功的關(guān)系計算：即W電=EP（2）應(yīng)用公式WAB =qUAB計算：正負(fù)號運算法：按照符號規(guī)約把電量q和移動過程的

8、始、終兩點的電勢差UAB的值代入公式WAB =qUAB絕對值運算法：公式中的q和UAB都取絕對值代入計算，功的正負(fù)再另判斷：當(dāng)正（或負(fù)）電荷從電勢較高的點移動到電勢較低的點時，是電場力做正功（或電場力做負(fù)功）；當(dāng)正（或負(fù)）電荷從電勢較低的點移動到電勢較高的點時，是電場力做負(fù)功（或電場力做正功）5等勢面：（1）定義：電場中電勢相同的點構(gòu)成的面叫做等勢面（2）等勢面的特點：等勢面是為了形象描述電場中各點電勢高低分布而引入的假想圖，不是電場中實際存在的面同一等勢面上各點間的電勢差為零，電荷在等勢面上移動時電場力不做功電場線垂直于等勢面，并指向電勢降低最快的方向等勢面不相交電場強度較大的地方，等差的等

9、勢面較密電場線的描繪：利用電場線和等勢面的垂直關(guān)系，先描繪出電場中的等勢面，再畫出電場線6勻強電場中場強和等勢面的關(guān)系：在勻強電場中，沿著場強方向的兩點間的電勢差等于電場強度跟這兩點間距離的乘積，即U=Ed，也可理解為：在勻強電場中，電場強度在數(shù)值上等于沿場強方向上單位長度的電勢降落，即E=U/d1.4 電容器 帶電粒子在電場中的運動1電容器、電容（1）電容器：兩個彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體可構(gòu)成一個電容器（2）電容：描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量定義：電容器所帶的電荷量Q（一個極板所帶電荷量的絕對值）與兩個極板間電勢差U的比值，叫做電容器的電容定義式：電容C由電容器本身的構(gòu)造因素決定，與電容器

10、所帶電量Q和充電電壓U無關(guān)單位：1F=106F=1012pF幾種電容器（a）平行板電容器：平行板電容器的電容跟介電常數(shù)成正比，跟正對面積S成正比，跟兩板間的距離d成反比，即 帶電平行板電容器兩極板間的電場可認(rèn)為是勻強電場，板間場強為（b）固定電容器、可變電容器、電解電容器電解電容器接入電路時應(yīng)注意其極性2 帶電體在電場中的運動（1）平衡（靜止或勻速）：僅在電場力和重力作用下滿足（2）加速（1）能量：在任何電場中，若只有電場力做功，有（2）動力學(xué)：在勻強電場中，若只有電場力作用，帶電體做勻變速運動，其加速度為（3）偏轉(zhuǎn)當(dāng)不計重力的帶電粒子以一定初速垂直電場方向進(jìn)入勻強電場時，粒子的運動為類平拋運

11、動，其軌跡是拋物線當(dāng)帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，兩平行金屬板板長為l，距離為d，板間電壓為U，當(dāng)帶電粒子以初速v0平行于兩板進(jìn)入電場時，兩板間的場強為在垂直于場強方向上，粒子做勻速直線運動：在平行于場強方向上粒子做初速度為零的勻加速直線運動：，離開電場時，粒子在板間的運動時間為沿電場力方向上的位移為速度方向上的偏轉(zhuǎn)角為，（4）圓周運動帶電粒子在點電荷形成的徑向輻射狀分布的靜電場中，可做勻速圓周運動如氫原子核外電子的繞核運動此時有3示波器：（1）構(gòu)造：示波器的核心部件是示波管，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏組成（2）示波管的基本工作原理：利用兩組正交的偏轉(zhuǎn)極板，可以控制電子打在熒光屏上的位置示意

12、圖如右：兩組偏轉(zhuǎn)電極分別控制電子在水平、豎直方向的偏轉(zhuǎn)一般在水平偏轉(zhuǎn)電極上加掃描電壓（從左向右周期性掃描），在豎直偏轉(zhuǎn)電極上加需要研究的信號（3）示波器面板開關(guān)與旋鈕的作用：如圖2-1-1所示為J2459型示波器的面板是輝度調(diào)節(jié)旋鈕，標(biāo)以“”符號，用來調(diào)節(jié)光點和圖像的亮度 順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕時，亮度增加 是聚焦調(diào)節(jié)旋鈕“”，是輔助聚焦調(diào)節(jié)旋鈕“”，這兩個旋鈕配合著使用，能使電子射線會聚，在熒光屏上產(chǎn)生一個小的亮斑，得到清晰的圖像 往下是電源開關(guān)和指示燈，用后蓋板上的電源插座接通電源后，把開關(guān)扳向“開”的位置，指示燈亮，經(jīng)過一兩分鐘的預(yù)熱，示波器就可以使用了 熒光屏下邊第一行中，是豎直位移旋鈕，是水

13、平位移旋鈕，分別用來調(diào)整圖像在豎直方向和水平方向的位置 它們中間的兩個旋鈕是“Y增益”和“X增益”旋鈕，分別用來調(diào)整圖像在豎直方向和水平方向的幅度，順時針旋轉(zhuǎn)時，幅度增大 中間一行左邊的大旋鈕是衰減調(diào)節(jié)旋鈕，它有1、10、100、1000四擋，最左邊的“1”擋不衰減，其余各擋分別可使輸入的電壓衰減為原來的1/10、1/100、1/1000 使用它可以使圖像在豎直方向的幅度減小為前一擋的1/10，最右邊的正弦符號“”擋不是衰減，而是由示波器內(nèi)部提供豎直方向的交流信號電壓，可用來觀察正弦波形或檢查示波器是否正常工作 中間一行右邊的大旋鈕是掃描范圍旋鈕，也有四擋，可以改變加在水平方向的掃描電壓的頻率范圍，左邊第一擋是10100Hz，向右旋轉(zhuǎn)每升高一擋，掃描頻率都增大10倍，最右邊的是“外X”擋，使用這一擋時，機內(nèi)沒有加掃描電壓，水平方向的電壓可以從外部輸入 中間的小旋鈕是掃描微調(diào)旋鈕，它可以在初定的頻率范圍內(nèi)，進(jìn)行連續(xù)微調(diào)，得到一確定的頻率順時針轉(zhuǎn)動時頻率連續(xù)增加 底下一行中間的旋鈕“Y輸入”、“X輸入”和“地”分別是豎直方向、水平方向和公共接地的輸入接線柱