高二物理選修3-1第一章《靜電場(chǎng)》知識(shí)復(fù)習(xí)提綱

高中物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：第一章靜電場(chǎng)（人教版）靜電場(chǎng)是非常重要的一部分內(nèi)容，包含的知識(shí)點(diǎn)也是比較的難以理解，重點(diǎn)在于電荷的守恒定律、庫(kù)侖定律、電勢(shì)能的理解、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差，難點(diǎn)在于電勢(shì)與電勢(shì)差的有關(guān)問題以及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)?？荚嚨囊螅孩?、對(duì)所學(xué)知識(shí)要知道其含義，并能在有關(guān)的問題中識(shí)別并直接運(yùn)用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)中的“了解”和“認(rèn)識(shí)”。Ⅱ、能夠理解所學(xué)知識(shí)的確切含義以及和其他知識(shí)的聯(lián)系，能夠解釋，在實(shí)際問題的分析、綜合、推理、和判斷等過程中加以運(yùn)用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)的“理解”，“應(yīng)用”。要求Ⅰ：電荷守恒定律、靜電現(xiàn)象、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電勢(shì)差、常用電容器電荷與電容的關(guān)系。要求Ⅱ：庫(kù)侖定律、電勢(shì)能、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系、帶電粒子在均勻電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容。知識(shí)構(gòu)建：新知?dú)w納：一、電荷間的相互作用：●電荷間有相互作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引，兩電荷間的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。●庫(kù)侖定律：在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力大小為F=kQ1Q2/r2靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2。二、電場(chǎng)強(qiáng)度：●定義式：E=F/q，該式適用于任何電場(chǎng)，E與F、q無關(guān)只取決于電場(chǎng)本身，E的方向規(guī)定為正點(diǎn)電荷受到電場(chǎng)力的方向。①場(chǎng)強(qiáng)E與電場(chǎng)線的關(guān)系：電場(chǎng)線越密的地方表示場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的方向與場(chǎng)強(qiáng)E的大小無直接關(guān)系。②場(chǎng)強(qiáng)的合成：場(chǎng)強(qiáng)E是矢量，求合場(chǎng)強(qiáng)時(shí)應(yīng)遵守矢量合成的平行四邊形法則。③電場(chǎng)力：F=qE，F(xiàn)與q、E都有關(guān)?！駴Q定式：①E=kQ/r2，僅適用于在真空中點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)，E的大小與Q成正比，與r2成反比。②E=U/d，僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。三、電勢(shì)能：●電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷做功與路徑無關(guān)，只與始末位置的電勢(shì)差有關(guān)，Wab=qUab●判斷電勢(shì)能變化的方法：①根據(jù)電場(chǎng)力做功的正負(fù)來判斷，不管正負(fù)電荷，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，該電荷的電勢(shì)能一定減少；電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功，該電荷的電勢(shì)能一定增加。②根據(jù)電勢(shì)的定義式U=ε/q來確定。③利用W=q(Ua-Ub)來確定電勢(shì)的高低。四、靜電平衡：把金屬導(dǎo)體放入電場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體中的電荷重新分布，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)E與原場(chǎng)強(qiáng)E0疊加后合場(chǎng)強(qiáng)E為零時(shí)，即E=E0+E=0，金屬中的自由電子停止定向移動(dòng)，導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。孤立的帶電導(dǎo)體和處于電場(chǎng)中的感應(yīng)導(dǎo)體，處于靜電平衡時(shí)，主要特點(diǎn)是：導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)處處為零（即感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與原場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向相反）沒有電場(chǎng)線。整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是等勢(shì)面。導(dǎo)體外部電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面垂直。④孤立導(dǎo)體上凈電荷分布在外表面。五、電容：定義式：C=Q/U=ΔQ/ΔU，適用于任何電容器。決定式；C=εS/4πkd，僅適用于平行板電容器?！駥?duì)平行板電容器有關(guān)的C、Q、U、E的討論問題有兩種情況。對(duì)平行板電容器的討論：、、①電容器跟電源相連，U不變，q隨C而變。d↑→C↓→q↓→E↓ε、S↑→C↑→q↑→E不變。②充電后斷開，q不變，U隨C而變。d↑→C↓→U↑→不變。ε、S↓→C↓→U↑→E↑。六、帶有粒子的加速度：●若帶電粒子僅受電場(chǎng)力且電場(chǎng)力做正功，其電勢(shì)能減少、動(dòng)能增加。①初速度為零時(shí)：②初速度不為零時(shí)：帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：帶電粒子僅受電場(chǎng)力作用時(shí)以初速度v0垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，做類平勢(shì)運(yùn)動(dòng)，此類問題一般都是分解為兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)來處理。沿初速度方向做勻速運(yùn)動(dòng)：vx=v0，x=v0t沿電場(chǎng)方向做勻加速運(yùn)動(dòng)：vy=at，y=at2/2兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系橋梁：時(shí)間t相等若偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為U、距離為d，則帶電粒子的加速度為a=qU/md，任意時(shí)刻的速度為側(cè)移量。偏轉(zhuǎn)角θ的正切為。●處理帶電粒子運(yùn)動(dòng)問題的三條途徑：①勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律。②運(yùn)動(dòng)定理或能量守恒定律。③運(yùn)動(dòng)定理和動(dòng)量守恒定律?！駧щ娏Ｗ铀苤亓κ欠窨梢院雎寓倩玖Ｗ樱喝珉娮?、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外一般都可忽略不計(jì)。②帶電顆粒：如液滴、塵埃、小球一般都不能忽略。七、電場(chǎng)線與等勢(shì)面的比較：●電場(chǎng)線：用來形象描述電場(chǎng)的假想曲線，是由法拉第引入的。理解：①起始于正電荷（無窮遠(yuǎn)處），終止于負(fù)電荷（無窮遠(yuǎn)處），不是閉合曲線，不相交。②電場(chǎng)線上一點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向。③電場(chǎng)線的疏密程度反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小。④勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是平行等距的直線。⑤沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐點(diǎn)降低，是電勢(shì)降低最快的方向。⑦電場(chǎng)線并非電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡。等勢(shì)面：電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面有以下特征在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功。等勢(shì)面與電場(chǎng)力垂直。電場(chǎng)中任何兩個(gè)等勢(shì)面不相交。電場(chǎng)線由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面。規(guī)定：相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相差，所以等勢(shì)面的疏密反映了場(chǎng)強(qiáng)的大?。▌驈?qiáng)電場(chǎng)、點(diǎn)電荷電場(chǎng)等勢(shì)面的特點(diǎn)）。幾種等勢(shì)面的性質(zhì)。Ⅰ、等量同種電荷連線和中線上：連線上：中點(diǎn)電勢(shì)最小。中線上：由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小，無窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。Ⅱ、等量異種電荷連線上和中線上：連線上：由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。中線上：各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系：①通過電場(chǎng)力做功說明：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小。電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大。②正電荷：順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能減小。逆著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能增加。負(fù)電荷：順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能增加。逆著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能減小。③求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，反之電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能④、在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。八、電勢(shì)與電勢(shì)差的比較：●電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的差值，?！耠妶?chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的高低，與選取的參考點(diǎn)有關(guān)；電勢(shì)差的大小，與選取的參考點(diǎn)無關(guān)?！耠妱?shì)和電勢(shì)差都是標(biāo)量，單位都是伏特，都有正負(fù)值?！耠妱?shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢(shì)高或低?！耠妱?shì)差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低?！駭U(kuò)展閱讀：優(yōu)秀考生的成功經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)物理要重視對(duì)實(shí)際問題的分析，要注意幾種能力的培養(yǎng)：一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基本研究手段，況且，實(shí)驗(yàn)題為歷屆高考必考之項(xiàng)，復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要親自動(dòng)手去做，做完后要跟初學(xué)時(shí)一樣寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，作數(shù)據(jù)分析，這其中一個(gè)難點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)誤差的分析。二、空間想象能力，分析一種運(yùn)動(dòng)，需要在頭腦中建立起物理圖景，將所有的條件都加到圖景之中，讓物體“動(dòng)”起來，培養(yǎng)空間想象能力，首先應(yīng)從立體幾何開始，首先考慮角度變換，再逐步發(fā)展為圖形的運(yùn)動(dòng)，這時(shí)候想象力還是能發(fā)揮作用的。三、按步驟行事援建立起物理圖景