物理選修3-1靜電場知識點(diǎn)

1、第一章 電場一、電場基本規(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-掠奪式、接觸起電-均分式、感應(yīng)起電-本能式（2）元電荷：最小的帶電單元，自然界任何物體的帶電荷量都是元電荷（e=1.6×10-19C）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、庫倫定律：（1）定律內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互

2、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=9.0×109N·m2/C2靜電力常量（3）適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。二、電場 力的性質(zhì)：1、電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用。2、電場強(qiáng)度E：（1）定義：電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。（2）定義式： E與F、q無關(guān)，只由電場本身決定。（3）電場強(qiáng)度是矢量：大?。涸跀?shù)值上為單位電荷受到的電場力。 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,V/m 1N/C=1V/m（5）其他

3、的電場強(qiáng)度公式 點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式：Q場源電荷勻強(qiáng)電場場強(qiáng)公式：d沿電場方向等勢面間距離（6）場強(qiáng)的疊加：遵循平行四邊形法則3、電場線：（1）意義：形象直觀描述電場強(qiáng)弱和方向的理想模型，實(shí)際上是不存在的（2）電場線的特點(diǎn)： 電場線起于正電荷（無窮遠(yuǎn)），止于（無窮遠(yuǎn)）負(fù)電荷不封閉，不相交，不相切。沿電場線電勢降低，且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強(qiáng)大小，可以判斷電勢高低。電場線垂直于等勢面，靜電平衡導(dǎo)體，電場線垂直于導(dǎo)體表面（3）幾種特殊電場的電場線：各點(diǎn)的切線方向反映場強(qiáng)的方向，疏密程度反映場強(qiáng)的大小。特點(diǎn)：假想的（不存在）、不相交、不閉合，從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷。E三、電場 能的性質(zhì)1

4、、電場 能的基本性質(zhì)：電荷在電場中移動，電場力要對電荷做功。2、電勢能Ep：（1）定義：電荷在電場中，由于電場和電荷間的相互作用，由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢能等于電場力把電荷從該點(diǎn)移動到零勢能位置時所做的功。（2）定義式：帶正負(fù)號計算（3）特點(diǎn)： 電勢能具有相對性，相對零勢能面而言，通常選大地或無窮遠(yuǎn)處為零勢能面。電勢能的變化量Ep與零勢能面的選擇無關(guān)。3、電勢：（1）定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能Ep與電荷量的比值。（2）定義式：單位：伏（V）帶正負(fù)號計算（3）特點(diǎn)：電勢具有相對性，相對參考點(diǎn)而言。但電勢之差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。電勢是一個標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢比參考

5、點(diǎn)電勢高，還是低。電勢的大小由電場本身決定，與Ep和q無關(guān)。電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到零勢點(diǎn)時電場力所做的功。（4）電勢高低的判斷方法 AB根據(jù)電場線判斷：沿著電場線方向電勢降低。A>B根據(jù)電勢能判斷：正電荷：電勢能大，電勢高；電勢能小，電勢低。負(fù)電荷：電勢能大，電勢低；電勢能小，電勢高。結(jié)論：只在電場力作用下，靜止的電荷從電勢能高的地方向電勢能低的地方運(yùn)動。4、電勢差UAB （1）定義：電場中兩點(diǎn)間的電勢之差。也叫電壓。（2）定義式：UAB=A-B （3）特點(diǎn)： 電勢差是標(biāo)量，卻有正負(fù)，只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢誰高誰低。單位：伏（V）電場中兩點(diǎn)的電勢差是確定的，與零勢面的選擇

6、無關(guān)U=Ed勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差計算公式。電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。5、電場力做功WAB ：（1）電場力做功的特點(diǎn)：電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，即與初末位置的電勢差有關(guān)。（2）表達(dá)式：WAB=UABq帶正負(fù)號計算（適用于任何電場） WAB=Eqdd沿電場方向的距離。勻強(qiáng)電場（3）電場力做功與電勢能的關(guān)系 WAB=-Ep=EpA-EPB無條件結(jié)論結(jié)論：電場力做正功，電勢能減少 電場力做負(fù)功，電勢能增加6、等勢面：（1）定義：電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。（2）特點(diǎn)：等勢面上各點(diǎn)電勢相等，在等勢面上移動電荷，電場力不做功。等勢面與電場線垂直兩等勢面不相交等勢面的密集程度表示場強(qiáng)的大小：疏

7、弱密強(qiáng)。畫等勢面時，相鄰等勢面間的電勢差相等。（3）判斷非勻強(qiáng)電場線上兩點(diǎn)間的電勢差的大小：靠近場源（場強(qiáng)大）的兩點(diǎn)間的電勢差大于遠(yuǎn)離場源（場強(qiáng)?。┫嗟染嚯x兩點(diǎn)間的電勢差。ABC若AB=BC，則UAB>UBC7、靜電平衡狀態(tài)：（1）定義：導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動的穩(wěn)定狀態(tài)（2）特點(diǎn)：a處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。b感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場都等于外電場在該處場強(qiáng)大小相等，方向相反。c處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，導(dǎo)體表面是個等勢面。d電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān)，越彎曲，電荷分布越多。SABLC四、電容器及其應(yīng)用：1、電容器充放電過程：

8、（電源給電容器充電）充電過程S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能放電過程S-B：電容器的電場能轉(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：是定義式不是決定式是電容的決定式（平行板電容器）（4）單位：法拉F，微法F，皮法pF 1pF=10-6F=10-12F（5）特點(diǎn)：電容器的電容C與Q和U無關(guān)，只由電容器本身決定。電容器的帶電量Q是指一個極板帶電量的絕對值。電容器始終與電源相連，則電容器的電壓不變。 電容器充電完畢，再與電源斷開，則電容器的帶電量不變。在有關(guān)電容器問題的討

9、論中，經(jīng)常要用到以下三個公式和的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷 五、應(yīng)用帶電粒子在電場中的運(yùn)動（平衡問題，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題）1、基本粒子不計重力，但不是不計質(zhì)量，如質(zhì)子（），電子，粒子（）,氕（），氘（），氚（）Eqmgv0帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計算重力。2、平衡問題：電場力與重力的平衡問題。mg=Eq3、加速問題Uv（1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場中加速運(yùn)動（不計重力），只受電場力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則（2）由動能定理解釋，可見加速的末速度與兩板間的距離d無關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場中運(yùn)動的時間不一樣，d越大，飛行時間越長。4、偏轉(zhuǎn)問題類平拋運(yùn)動（由兩極板間中點(diǎn)射入） 在垂直電場線的方向：粒子做速度為v0勻速直線運(yùn)動。在平行電場線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動。帶電粒子若不計重力，則在豎直方向粒子的加速度帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場水平距離為L，若不能飛出電場則水平距離為xLv0yvv0vy帶電粒子飛行的時間：t=x/v0=L/v0粒子要能飛出電場則：yd/2粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動： 粒子在豎直方向的分速度:粒子出電場的速度偏角：由可得：飛 行 時間：t=L/vO 豎直分速度：U1Lv0yvv0vyLy側(cè)向偏移量： 偏向角：飛 行