2022年《靜電場》總結(jié)題型歸納

1、一、夯實基礎學問高二物理選修 3-1 靜電場總結(jié)（一）電荷及守恒定律 1. 電荷守恒定律（1）兩種電荷： _和_荷,任何帶電體所帶電量是基元電荷的 _倍；（2）基元電荷 1 e _ ,質(zhì)子和電子所帶電量等于一個基本電荷的電量；1 . 6 10 19（3）電荷守恒定律：一個與外界無電荷交換的系統(tǒng),電荷的 _守恒； 2. 庫侖定律（1）內(nèi)容： _ _ ；（2）公式：F _,F 叫庫侖力或靜電力,Q 1 Q 2也叫電場力； 它可以是引力,r也可以是斥力,K 叫靜電力常量,K _ ；9 10 9N m 2/ C（3）適用條件： _（帶電體的線度遠小于電荷間的距離 r 時,帶電體的外形和大小對相互作用力

2、的影響可忽視不計時,可看作是點電荷）（這一點與萬有引力很相似,但又有不同：對質(zhì)量勻稱分布的球,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,不能再用球心間距代替 r ）；（二）電場強度 1. 電場_四周存在的一種物質(zhì)；電場是 要電荷存在,在其四周空間就存在電場,電場具有_的,是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的,只 _的性質(zhì)和 _的性質(zhì)； 2. 電場的最基本的性質(zhì)是_ ；電場強度定義： _ ；公式：E_,E 與 q、F_關(guān),取決于 _,適用于 _電場；專心愛心專心其中的 q 為_（以前稱為檢驗電荷） ,是電荷量很 _的點電荷（可 正可負）；方向：是 _量,規(guī)定電場中某點的

3、場強方向跟_在該點所受電場力方向相同； 3. 4. 5. 點電荷 Q在真空中產(chǎn)生的電場Q E _, K 為靜電力常量；r勻強電場在勻強電場中,場強在數(shù)值上等于沿_每單位長度上的電勢差,即：EU _；/電場疊加幾個電場疊加在同一區(qū)域形成的合電場,其場強可用矢量的合成定就（_）進行合成； 6. 電場線（1）概念： _ ；（2）性質(zhì)： 電場線起始于 _電荷（或來自無窮遠）終止于 電荷的地方中斷；_電荷（或伸向無窮遠）但不會在沒有 電場線的 _情形反映電場的強弱,電場線密的地方,場強 _； 電場線上某點的 _就是該點的場強方向； 電場線空間中不 _； 靜電場中電場線不 _（在變化的電磁場中可以閉合）

4、電場線是人為引入的,實際上不是客觀存在的；（三）電勢能和電勢、電勢差 1靜電力做功的特點：_ ；2 電勢能（1）定義： _ ；（2）電場力做功與電勢能的關(guān)系：在電場中移動電荷時,電場力對電荷做正功,電勢能專心愛心專心削減；電場力對電荷做負功,電勢能增加；電場力做的功等于電勢能的變化量,即：W AB_ E P E PA E也就是說,電荷在電場中某點（A）的電勢能,等于靜電力（電場力）把它從該點移動到零勢能位置（B）時電場力所做的功；如取 E PB 0 就E PA W AB qEL AB cos（對勻強電場）= qU AB（對全部電場）（3）特點： 與參考點（零勢能位置）選取有關(guān)；是電荷與所在電場

5、所共有的3. 電勢電荷在電場中某點（A）的電勢能 （E PA）與它的電荷量 （ q）的比值, 叫做這一點的電勢；用 表示；即 A _；電場中電勢的高低：EPA_；電勢零位置的選取與零電勢能位置選取相像；4等勢面： _ ；它具有如下特點：（1）電荷在同一等勢面上移動,電場力不做功（而電場力做的功為零時,電荷不肯定沿等勢面移動）；（2）等勢面肯定跟電場線 _；（3）等差等勢面密的地方場強 _；（4）任意兩等勢面都不會 _；（5）電場線總是從電勢較 _的等勢面指向電勢較 _的等勢面；5 電勢差定義： _ ,也叫電壓；用 U AB 表示；即 U AB A B 或 U BA B A 兩者關(guān)系 U AB

6、U BA也可這樣說, 電荷在電場中兩點間移動時,電場力所做的功跟電荷電量的比值,叫做這兩點間的電勢差,也叫電壓；專心愛心專心即：UAB_ ,電場中 A、B 兩點間的電勢差只取決于 WA、B 兩點在電場中的位置,與參考點的選取及被移動的電荷無關(guān),6電場線、場強、電勢、等勢面的相互關(guān)系；U跟 W、q 無關(guān)；1電場線與場強的關(guān)系；電場線越密的地方表示_越大,電場線上每一點的_表示該點的場強方向；2電場線與電勢的關(guān)系：_ ；3電場線與等勢面的關(guān)系：電場線越密的地方等差等勢面也越 _,電場線與通過該處的等勢面 _；4場強與電勢無直接關(guān)系：場強大 或小 的地方電勢不肯定大 或小 ,零電勢可人為選取,而場強

7、是否為零就由電場本身打算；5場強與等勢面的關(guān)系：場強方向與通過該處的等勢面 勢,等差等勢面越密的地方表示場強越 _； 電場中的導體_且由 _電勢指向 _電 1. 靜電感應： 電場中的導體內(nèi)部的自由電子受到電場力作用,將向電場反方向做定向移動,結(jié)果使導體兩端分別顯現(xiàn)正負感應電荷； 2. 處于靜電平穩(wěn)狀態(tài)的導體的特點：（1）內(nèi)部場強（合場強）到處為零；（2）整個導體是等勢體,表面是個等勢面；（3）表面上任何一點的場強方向都跟該點表面垂直；（4）凈電荷只能分布在導體的外表面上； 3. 靜電屏蔽：金屬網(wǎng)罩（或金屬包皮）能把外電場遮住,使內(nèi)部不受外電場的影響；（四）電容器和電容 1. 電容器： _ ；使

8、電容器帶電（或電量增加） 的過程叫 _電,充電過程是電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器中的電場能的過程；使充專心 愛心 專心電后的電容器失去電荷（或電量削減）的過程叫 其它形式的能量的過程； 2. 電容_電,放電過程是電容器中的電場能轉(zhuǎn)化為（1）定義： _ ；（2）公式：C _,電容在數(shù)值上等于使電容器的兩極板間的電勢差增加 Q / 1V所需的電量,與 Q、U無關(guān),只取決于電容器本身；（3）單位：法拉（F）；1 F 10 6 F 10 12 pF；（4）平行板電容器的電容：隨兩極板間正對面積的增大而增大,隨兩極板間距離的減小而增大,隨兩極板間電介質(zhì)的介電常數(shù)的增大而增大；即Cr S_（真空中4r0）（5）

9、接在電路中電容器的兩種變化電容器兩端的電壓恒定時：電量Q = CU C,而 C = 4kd S d,E = U d1 d充電后斷開電路,電容器帶電量（五）帶電粒子在電場中的運動Q 恒定： C S d,U d S,E 1 S帶電粒子在電場中要受電場力作用,因此要產(chǎn)生加速度；其速度、 動能、 電勢能等都發(fā)生q變化；設如圖示平行金屬板距離為d,極板長度為L,極板間的電壓為U,現(xiàn)有一電荷量為的帶負電的粒子,以水平速度V 0 射入勻強電場中,V0E,就：水平方向（垂直電場方向）：勻速直線運動：Lv0t得： t=Lv 0豎直方向（沿電場方向） ：v0=0 的勻加速直線運動：ayF1E qq Uy1 at

10、22專心mmd m得：qUL2- 側(cè)位移（偏轉(zhuǎn)距離）2mdv0專心愛心偏轉(zhuǎn)角 ：粒子射出電場時垂直于電場方向的速度不變?nèi)詾?v0,而沿電場方向的速度：eU Lv atmd v 0故電子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角 為：tan v eUL2v 0 mdv 0y eUL位移夾角：tanl 2 mdv 0 2 v0 m,q y tan 2 tan vt Ly tan2粒子沿中線垂直射入電場中,離開電場時,好象從電場的中心 0 沿直線射出的；說明穿出時刻的末速度的反向延長線與初速度延長線交點恰好在水平位移的中點；這一點和平拋運動的結(jié)論相同；穿越電場過程的動能增量： EK=Eqy （留意,一般來說不等于qU）示波

11、管的原理（1）示波器：用來觀看電信號隨時間變化的電子儀器；其核心部分是示波管（2）示波管的構(gòu)造：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成（如圖） ；電子槍：產(chǎn)生高速飛行的一束電子；偏轉(zhuǎn)電極： XX使電子束水平偏移（加掃描電壓）YY使電子束豎直偏移（加信號電壓）熒光屏：顯示電子束偏移形成的波形；熒光屏上的側(cè)移專心: y / =y+L /tan=eU2LL/+L= tanL/+L 2 mdv 022專心愛心（3）原理：利用了電子的慣性小、熒光物質(zhì)的熒光特性和人的視覺暫留等,靈敏、直觀地顯示出電信號隨間變化的圖線；二. 重、難點突破： 1. 兩點電荷間的相互作用力大小總是相等,即遵守牛頓第_定律；點電荷是物理

12、中的抱負模型,當帶電體間的距離遠遠大于帶電體的線度時,可以使用庫侖定律,否就不能使用；例如：半徑均為 r 的金屬球如圖 1 所示放置,使兩球的邊緣相距為 r ,今使兩球帶上等量的異種電荷 Q,設兩電荷 Q間的庫侖力大小為 F,比較 F2與 K Q2 的大小關(guān)系；明顯,假如電荷能全部集中在球心處,就二者相等；但依題設條件, r 兩球心間距離 3r 不是遠遠大于 r ,故不能把兩帶電球當作點電荷處理；實際上,由于異種電荷的相互吸引,使電荷分布在兩球較靠近的球面處,這樣兩部分電荷的距離小于 3r ,故2 2Q QF K 2,同理,如兩球帶現(xiàn)種電荷 Q,就 F K 2； r r 2. 正確懂得用比值定

13、義的物理量,如電場強度 E F,電勢差 U W,電容器的電容q qQC,用這些比值僅僅能測量出電場強度 E、電勢差 U、電容 C,作為一個量度式, E跟 F、q,UU跟 W、q,C跟 Q、U無關(guān)；電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強弱,并不是帶電粒子在電場中的運動軌跡；帶電粒子在電場中的運動軌道是由帶電粒子受到的合外力情形和初速度情形來打算； 3. 留意電勢和電勢差的區(qū)分與聯(lián)系（1）區(qū)分：電場中某點的電勢與零電勢點的選取有關(guān)（一般取無限遠處或地球為零電勢點）；而電場中兩點間的電勢差與零電勢點的選取無關(guān)；（2）聯(lián)系：電場中某點的電勢等于該點與零電勢點間的電勢差；而某兩點的電勢差等于這兩點

14、的電勢的差值,即UABAB；愛心專心專心 4. 應用電場力做功的運算公式WqU時,有兩種方法：（1）三個量都取肯定值,先運算出功的數(shù)值,然后再依據(jù)電場力的方向與電荷移動位移方向間的夾角確定是電場力做功,仍是克服電場力做功；（2）代入符號使用,將公式寫成 W AB qU AB,特殊是在比較 A、B 兩點電勢高低時更為便利：先運算 U AB W AB / q,如 U AB 0,即 A B 0,就 A B；如 U AB 0,即A B 0,就 A B； 例 如下列圖, a、b、c 是一條電場線上的三個點,電場線方向由 a 到 c,a、b 間的距離等于 b、c 間的距離；用 a、b、c 和 E a、E

15、b、E c 分別表示 a、b、c 三點的電勢和電場強度,可以肯定（）A. a b c B. E a E b E c C. a b b c D. E a E b E ca b c E分析： 依據(jù)電場線的方向可判定電勢的高低,確定場強的大小是依據(jù)電場線的密度,而題干中引用了“ 可以肯定” 的字樣,對于“ 肯定” 或“ 肯定” 的說法,只要舉一個反例,即可否定它；反之如果用的是“ 可能” 的說法,只要能舉出一個正例,就是“ 可能” 的；解答： 依據(jù)沿電場線方向電勢逐步降低可判定（A）正確；如此電場線是負點電荷產(chǎn)生的（點電荷在 C 的右邊）,就可判定 B、C、D 錯誤；說明：（1） 只畫出一條電場線,

16、不能比較各點的場強大??；或“ 肯定” 或“ 可能” 字樣的挑選題,采納特例法較好； 5. 帶電粒子在電場中的運動（2） 對于題干含有“ 可以肯定”（1）帶電粒子在電場中的運動,綜合了靜電場和力學學問,分析方法和力學的分析方法專心愛心專心基本相同：先分析受力情形,再依據(jù)初始狀態(tài)分析粒子的運動性質(zhì)（平穩(wěn)、加速或減速,是直 線仍是曲線,是類平拋運動,仍是圓周運動等）,然后選用恰當?shù)囊?guī)律解題；（2）在對帶電粒子進行受力分析時,要留意兩點： 要把握電場力的特點,如電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有關(guān),仍與帶電粒子的電量和電性有關(guān)；在勻強電場中, 同一帶電粒子所受的電場力到處是恒力；在非勻強電場中,同一帶電粒子在不同位置所受的電場力不同； 是否考慮重力要依據(jù)詳細情形而定：a. 基本粒子：如電子、質(zhì)子、氘核、氚核、不忽視質(zhì)量）；粒子、離子等,一般都不考慮重力（但并b. 帶電微粒：如液滴、塵埃、小球等,除有說明或明確的示意以外,一般都不能忽視重 力；（3）帶電粒子的速度大小發(fā)生變化的過程是其他形式的能與動能之間的轉(zhuǎn)化過程,解決這類問題, 是恒力作用時, 可用牛頓運動定律和運動學公式；恒定律；而一般適用的是動能定理和能量守如選用動能定理,就要分清有哪些力做功？做的正功仍是負功？