高中物理專題-靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)

高中物理專題—靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)目錄CONTENTS靜電場(chǎng)基本概念與性質(zhì)庫(kù)侖定律與電荷間相互作用電場(chǎng)線與等勢(shì)面描繪及應(yīng)用帶電粒子在靜電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律靜電場(chǎng)能量問(wèn)題探討靜電場(chǎng)與現(xiàn)代科技應(yīng)用聯(lián)系01靜電場(chǎng)基本概念與性質(zhì)電荷電場(chǎng)電場(chǎng)線電荷與電場(chǎng)電荷是物質(zhì)的一種屬性，分為正電荷和負(fù)電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電荷周圍存在電場(chǎng)，電場(chǎng)對(duì)放入其中的其他電荷有力的作用。為了形象地描述電場(chǎng)而引入的線，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)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱。電勢(shì)描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量，其大小等于單位正電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)具有相對(duì)性，其大小與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇有關(guān)。電場(chǎng)強(qiáng)度描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，其大小等于單位電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向。等勢(shì)面電勢(shì)相同的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面。沿著等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)導(dǎo)體絕緣體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和絕緣體在靜電場(chǎng)中，絕緣體內(nèi)部和外部的電場(chǎng)強(qiáng)度均不為零。絕緣體不具有靜電感應(yīng)現(xiàn)象，其電荷分布與帶電體的位置無(wú)關(guān)。在靜電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電荷分布在導(dǎo)體的外表面。導(dǎo)體具有靜電感應(yīng)現(xiàn)象，即當(dāng)導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)出現(xiàn)與帶電體異號(hào)的電荷分布。02庫(kù)侖定律與電荷間相互作用真空中兩個(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，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。真空中的點(diǎn)電荷。當(dāng)帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力影響可以忽略時(shí)，可以看成點(diǎn)電荷。庫(kù)侖定律及其適用范圍適用范圍庫(kù)侖定律內(nèi)容同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電荷間的相互作用力是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的。電荷間的相互作用力隨電荷量的增大而增大，隨距離的增大而減小。電荷間相互作用力分析1234例題1例題2解析解析典型例題解析兩個(gè)點(diǎn)電荷甲和乙同處于真空中．甲的電荷量是乙的4倍，則甲對(duì)乙的作用力是乙對(duì)甲的作用力的____倍．甲對(duì)乙的作用力和乙對(duì)甲的作用力是一對(duì)相互作用力，大小相等，方向相反，所以甲對(duì)乙的作用力是乙對(duì)甲的作用力的1倍。有三個(gè)完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電荷量$7Q$，B帶電荷量$-Q$，C不帶電，將A和B固定起來(lái)，然后讓C球反復(fù)與A球和B球接觸，最后移去C球，則A、B球間的庫(kù)侖力變?yōu)樵瓉?lái)的()帶電體相互接觸后移開(kāi)，同種電荷電量平分，異種電荷電量先中和再平分．將A、B固定起來(lái)，然后讓C球反復(fù)與A球和B球接觸，最后移走C，所以A、B、C最終帶電量$q=frac{7Q-Q}{3}=2Q$。原來(lái)A、B球之間的相互吸引力的大小是$F=kfrac{7QcdotQ}{r^{2}}$。最后A、B球之間的相互作用力的大小是$F^{prime}=kfrac{2Qcdot2Q}{r^{2}}=frac{4}{7}F$，故D正確。03電場(chǎng)線與等勢(shì)面描繪及應(yīng)用電場(chǎng)線定義電場(chǎng)線是描述電場(chǎng)分布情況的曲線，其切線方向表示該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。繪制方法在電場(chǎng)中引入試探電荷，根據(jù)其受力情況描繪出電場(chǎng)線。電場(chǎng)線的疏密程度反映了電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電場(chǎng)線越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大。電場(chǎng)線概念及繪制方法等勢(shì)面定義等勢(shì)面是電勢(shì)相等的各個(gè)點(diǎn)所構(gòu)成的面。繪制方法根據(jù)電勢(shì)的定義，引入試探電荷，測(cè)量其在不同位置的電勢(shì)能，將電勢(shì)能相等的點(diǎn)連接起來(lái)即得到等勢(shì)面。等勢(shì)面的形狀和分布反映了電場(chǎng)的性質(zhì)。等勢(shì)面概念及繪制方法01020304判斷電場(chǎng)方向判斷電勢(shì)高低分析電荷運(yùn)動(dòng)計(jì)算電勢(shì)能利用電場(chǎng)線和等勢(shì)面分析問(wèn)題根據(jù)電場(chǎng)線的切線方向可以確定電場(chǎng)的方向。根據(jù)等勢(shì)面的分布情況可以判斷各點(diǎn)電勢(shì)的高低。通過(guò)等勢(shì)面可以確定電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能，進(jìn)而計(jì)算相關(guān)物理量。結(jié)合電場(chǎng)線和等勢(shì)面可以分析電荷在電場(chǎng)中的受力情況和運(yùn)動(dòng)軌跡。04帶電粒子在靜電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律直線運(yùn)動(dòng)01當(dāng)帶電粒子初速度方向與電場(chǎng)力方向平行時(shí)，粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。類平拋運(yùn)動(dòng)02當(dāng)帶電粒子初速度方向與電場(chǎng)力方向垂直時(shí)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，可分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿電場(chǎng)力方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)03當(dāng)帶電粒子以一定角度斜射入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線，可做類似斜拋運(yùn)動(dòng)的分析。帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)力的大小和方向可能隨時(shí)變化，帶電粒子一般做變速曲線運(yùn)動(dòng)。變速曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡分析能量轉(zhuǎn)化通過(guò)分析帶電粒子的受力情況和初速度，可以確定粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度方向的變化。在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，總能量保持不變。030201帶電粒子在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律例題1解析例題2解析典型例題解析根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可分別求出粒子在垂直電場(chǎng)方向和沿電場(chǎng)方向上的位移和時(shí)間，進(jìn)而求出偏轉(zhuǎn)距離和末速度。一帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度、粒子的初速度和入射角度，求粒子的偏轉(zhuǎn)距離和末速度。通過(guò)分析粒子的受力情況和初速度，可以確定粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線。利用微元法或動(dòng)能定理等方法，可以求出粒子在任意位置的速度和末速度。一帶電粒子在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)的分布函數(shù)、粒子的初速度和位置，求粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和末速度。05靜電場(chǎng)能量問(wèn)題探討電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，與電荷的電量和電場(chǎng)中的位置有關(guān)。電勢(shì)能電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)之差，等于將單位正電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)差電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的面，等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功。等勢(shì)面電勢(shì)能、電勢(shì)差和等勢(shì)面關(guān)系

靜電場(chǎng)能量守恒定律應(yīng)用靜電場(chǎng)能量守恒定律在靜電場(chǎng)中，電荷之間的相互作用力做功等于電勢(shì)能的變化量。應(yīng)用場(chǎng)景求解電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡、計(jì)算電場(chǎng)力做功等問(wèn)題。解題技巧利用能量守恒定律，結(jié)合動(dòng)能定理、功能關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合分析。解析解析根據(jù)點(diǎn)電荷的受力情況和初速度，利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解運(yùn)動(dòng)軌跡和速度。解析根據(jù)庫(kù)侖定律計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力，利用電勢(shì)能公式計(jì)算電勢(shì)能。例題3分析靜電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。求解點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度。例題1例題2計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力和電勢(shì)能。結(jié)合能量守恒定律和動(dòng)能定理，分析靜電場(chǎng)中電荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化情況。典型例題解析06靜電場(chǎng)與現(xiàn)代科技應(yīng)用聯(lián)系利用高壓靜電場(chǎng)使涂料微粒帶電，在電場(chǎng)力作用下涂料微粒飛向并吸附在接地工件表面。靜電噴涂原理廣泛應(yīng)用于汽車、家電、家具等行業(yè)，具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。靜電噴涂應(yīng)用靜電噴涂技術(shù)原理及應(yīng)用含塵氣體通過(guò)高壓靜電場(chǎng)時(shí)被電分離，塵粒與負(fù)離子結(jié)合帶上負(fù)電后，趨向陽(yáng)極表面放電而沉積。靜電除塵原理在電力、冶金、化工等工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，用于去除氣體中的固體顆粒，凈化環(huán)境。靜電除塵應(yīng)用靜電除塵技術(shù)原理及