物理选修31第一章知识点总结
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高中物理选修3-1知识点总结高中物理选修3-1知识点总结高中物理选修3-1知识点总结第一章电场一基本公式1.库仑定律:F静=KQ1Q2r2(k9.0109Nm2/c2)2.场强(1)定义式:EF电q(2)点电荷:EKQr2(3)匀强电强:EUd3.电场力:F电Eq4.电势差:UABWABABqAWAOq5.电场力做功:与重力做功类同,做正功电势能减少,做负做电势能不断增加(1)W电=Uq(2)W电=F电scos6.电容器:QQ(1)cU{(2)Cs4kd7.电荷以初速度为零先进入加速电场U1再进入偏转电场U2:(1)水平侧移技术水平距离即竖直方向位移:U2y2l4U1d(2):tanU2l2Ud18.带电粒子在电场中的位移:(1)粒子穿过电场的时间:tLv0(2)在磁场中的加速度:aUqmd(3)搬回电场时的侧移距离:y12at2(4)离开电场时的速度偏向角:tanvyatvxv0二.基本规律1.电荷守恒定律a.带同种电荷的相同两球先接触后再分开,则两球各带总电荷量的一半b.带异种电荷的相同两球先之后接触后再分开,则电荷先中和再均分。
2.库仑定律条件:真空中的点电荷3.场强方向:规定:把正电荷受力的方向规定为场强方向4.电场线:(1)不相交、不相切,不闭合(2)密的地方场强大,疏的地方场强弱(3)某点的强场方向与该点的切线方向一致5.等势线:(1)与电场线垂直(2)在等势线上移动电荷,电场力不做功(3)等势线密的地方场强大,疏的地方场强弱6.等量这三类电荷电场分布:7.等量生化电荷电场分布:8.电容器:a.与源断开,电量Q不变;b.与电源接通电压U不变。
9.力做功:(1)电场力:仅仅决定电势能的变化。
正功,电势能减少;负功,电势能增加。
(2)重力:只决定重力势能的变化。
正功,重力势能减少;负功,重力势能增加(3)安培力:做正功电能转化为机械能,做负功机械能转化为电能。
做多少功,就转化多少能量。
(4)洛仑兹力:对运动电荷永远不够做功,始终与速度方向垂直。
完整版)高中物理选修3-1公式总结选修3-1 公式第一章电场1.电荷中和后均分公式:q=q1/2 (带正负号)2.库仑定律:F=kq1q2/r^2 (不带正负号) (k=9.0×10^9 N·m^2/C^2.r为点电荷球心间的距离)3.电场强度定义式:E=F/q,场强的方向为正检验电荷受力的方向。
4.点电荷的场强:EA=kQ/r (Q为场源电量)5.电场力做功:WAB=qUAB (带正负号)6.电场力做功与电势能变化的关系:W电=-ΔEP7.电势差的定义式:XXX (带正负号)8.电势的定义式:φWA=WAP/q (带正负号) (P代表零势点或无穷远处)9.电势差与电势的关系:XXXφA-φB10.匀强电场的电场强度与电势差的关系:E=U/d (d为沿场强方向的距离)11.初速度为零的带电粒子在电场中加速:v=√(2qU/m)12.带电粒子在电场中的偏转:加速度a=qU/md,偏转量y=qUl^2/2mdv^2,偏转角tanθ=qUl/mdv^213.初速度为零的带电粒子在电场中加速并偏转:y=U^2l^2/2md14.电容的定义:C=Q/U,单位:法拉F15.平行板电的电容:C=εS/4πkd第二章电路1.电阻定律:R=ρl/S (l叫电阻率)2.串联电路电压的分配:与电阻成正比,U1/U= R1/R2,U2/U= R2/R13.并联电路电流的分配:与电阻成反比,I1/I= R2/R1,I2/I= R1/R24.串联电路的总电阻:R串= R1+R2 (等于nR)5.并联电路的总电阻:R并= 1/(1/R1+1/R2) (等于R/n)6.I-U伏安特性曲线的斜率:k=tanθ=1/R7.部分电路欧姆定律:I=U/R8.闭合电路欧姆定律:I=E/(R+r)9.闭合电路的路端电压与输出电流的关系:U=E-Ir10.电源输出特性曲线:电动势E等于U轴上的截距,内阻r为直线的斜率r=tanθ=E/I11.多用电表:若将电压表量程扩大n倍,则电流表的内阻需串联(n-1)倍。
精心整理选修 3-1 知识点记忆【第一章静电场】1、电荷量:电荷的多少叫电荷量,用字母 Q或 q 表示。
〔元电荷常用符号 e 表示,e=1.6 ×10-19 C〕。
自然界只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引。
2、点电荷:当本身线度比电荷间的距离小很多,研究相互作用时,该带电体的形状可忽略,相当于一个带电的点,叫点电荷。
3、库仑定律:真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。
公式: F kQ1Q2,r 2k 9 10 92 2 N﹒m /C 。
4、电场力〔静电力〕:电场对放入其中的电荷的作用力称为电场力。
5、电场强度:放入电场中一点的电荷所受的电场力跟电荷量的比值。
F 〔 N/C〕? F = Eq②点电荷的场强公式:kQ①公式: E = E2q r③场强的方向:正电荷〔负电荷〕受的电场力方向与该点场强方向相同〔相反〕。
6、电场线:用来描述电场的可以模拟但不真实存在的线。
7、电场线的性质:a.电场线起始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷;b.任何两条电场线不会相交;c. 静电场中,电场线不形成闭合线;d.电场线的疏密代表场强强弱。
8、匀强电场:场强大小和方向都相同的电场叫匀强电场。
电场线相互平行且均匀分布时说明是匀强电场。
9、电势:电荷在电场中某一点的电势能与它电荷量的比值。
公式:Ep, E P q q10、等势面特点:①电场线与等势面垂直,②沿等势面移动电荷,静电力不做功。
11、电势差: U ABA B ,U BAB A〔电势差的正负表示两点间电势的上下〕12、电势差与静电力做功:WW qU U =qW ABU ABq表示 A、B 两点的电势差在数值上等于单位正电荷从 A 点移到 B点,电场力所做的功。
13、电场力做功与电势能的关系:W AB E PA E PB当电场力做正功时,电势能减少;电场力做负功时,电势能增加。
高中物理选修3-1物理选修3-1内容完整归纳第一章 电场一、电场基本规律1、电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变。
(1)三种带电方式:摩擦起电,感应起电,接触起电。
(2)元电荷:最小的带电单元,任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍,e=1.6×10-19C ——密立根测得e 的值。
2、库伦定律:(1)定律内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:221r Q kQ F = k=9.0×109N ·m2/C2——静电力常量 (3)适用条件:真空中静止的点电荷。
二、电场 力的性质:1、电场的基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用。
2、电场强度E :(1)定义:电荷在电场中某点受到的电场力F 与电荷的带电量q 的比值,就叫做该点的电场强度。
(2)定义式:q FE =E 与F 、q 无关,只由电场本身决定。
(3)电场强度是矢量:大小:在数值上为单位电荷受到的电场力。
方向:规定正电荷受力方向,负电荷受力与E 的方向相反。
(4)单位:N/C,V/m 1N/C=1V/m (5)其他的电场强度公式○1点电荷的场强公式:2r kQ E =——Q 场源电荷 ○2匀强电场场强公式:d U E =——d 沿电场方向两点间距离 (6)场强的叠加:遵循平行四边形法则3、电场线:(1)意义:形象直观描述电场强弱和方向的理想模型,实际上是不存在的 (2)电场线的特点: ○1电场线起于正电荷(无穷远),止于(无穷远)负电荷 ○2不封闭,不相交,不相切。
○3沿电场线电势降低,且电势降低最快。
一条电场线无法判断场强大小,可以判断电势高低。
○4电场线垂直于等势面,静电平衡导体,电场线垂直于导体表面 (3)几种特殊电场的电场线三、电场12、电势能Ep :(1)定义:电荷在电场中,由于电场和电荷间的相互作用,由位置决定的能量。
1、电荷量:电荷的多少叫电荷量,用字母Q 或q 表示。
(元电荷常用符号e自然界只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引。
2、点电荷:当本身线度比电荷间的距离小很多,研究相互作用时,该带电体的形状可忽略,相当于一个带电的点,叫点电荷。
3、库仑定律:真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间9109⨯=k N ﹒m 2/C 2。
45、电场强度:放入电场中一点的电荷所受的电场力跟电荷量的比值。
67、电场线的性质:a .电场线起始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷;b .任何两条电场线不会相交;c. 静电场中,电场线不形成闭合线; d 8、匀强电场:场强大小和方向都相同的电场叫匀强电场。
电场线相互平行且均匀分布时表明是匀强电场。
9q E P ϕ= 10、等势面特点:①电场线与等势面垂直,②沿等势面移动电荷,静电力不做功。
11A B BA U ϕϕ-=( 电势差的正负表示两点间电势的高低)12、电势差与静电力做功:q WU =qU W =⇒表示A 、B 两点的电势差在数值上等于单位正电荷从A 点移到B 点,电场力所做的功。
1314、电势差与电场强度的关系:在匀强电场中,沿电场线方向的两点间的电势差等于场强与这两点间距离的Ed =15 电容的单位是法拉(F)决定平行板电容器电容大小的因素是两极板的正对面积、两极板的距离以及两极板间的电介质。
②对于平行板电容器有关的Q 、E 、U 、C 的讨论时要注意两种情况:16、带电粒子在电场中运动:①.带电粒子在电场中平衡。
(二力平衡)②.带电粒子的加速:动力学分析及功能关系分析:经常用2022121qU mv mv -=③.带电粒子的偏转:动力学分析:带电粒子以速度V 0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中,受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动 (类平抛运动)。
高中物理选修3-1第一章知识点总结高中物理学习过程中,需要掌握好选修3-1第一章的重点知识点,下面是店铺给大家带来的高中物理选修3-1第一章知识点,希望对你有帮助。
高中物理选修3-1第一章知识点(一)1. 电势能:电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意:系统性、相对性2. 电势能的变化与电场力做功的关系(1)电荷在电场中具有电势能。
(2)电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小。
(3)电场力对电荷做负功,电荷的电势能增大。
(4)电场力做多少功,电荷电势能就变化多少。
(5)电势能是相对的,与零电势能面有关(通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上电势能规定为零。
)(6)电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性。
(7)电势能是标量。
3. 电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
高中物理选修3-1第一章知识点(二)1. 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住,使其不受外电场的影响。
2. 静电屏蔽的两种情况导体内腔不受外界影响:接地导体空腔外部不受内部电荷影响:3. 静电屏蔽的本质:静电感应与静电平衡4. 静电屏蔽的应用:电学仪器和电子设备外面金属罩、通讯电缆外层金属套电力工人高压带电作业,全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋5. 静电平衡导体的特性:(1)导体内部场强处处为零(2) 导体是等势体,表面为等势面(3)导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直高中物理选修3-1第一章知识点(三)1. 点电荷:当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多,这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况,把它抽象成一个几何点。
这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
VS质点2. 带电体看做点电荷的条件:①两带电体间的距离远大于它们大小;②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3. 影响电荷间相互作用的因素:①距离;②电量;③带电体的形状和大小4. 库仑定律:在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
高二物理(选修3-1)知识点梳理第一章静电场第1节电荷电荷守恒定律1、摩擦起电:通过摩擦使物体带电的方法称为摩擦起电实质:不同物质的原子核对电子的束缚能力不同,从而在摩擦时导致电子的不均匀分配将与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷命名为正电荷将与毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷命名为负电荷2、电荷性质:带电体有吸引轻小物的性质同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引3、电荷量:电荷的多少叫做电荷量,简称电量,单位:库仑C最小的电荷量叫做元电荷,用e表示e=1.60×10-19C,即为电子的电量4、材料不相同的两个物体摩擦起电后各自所带电量必定等值异号5、电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分6、静电感应与感应起电当带电体向另一个不带电的物体靠近而不接触时,由于静电相互作用力而使其中的电荷发生定向移动后不均匀分布而带上电荷的现象称为静电感应。
以静电感应的方式使物体带电的方法称为感应起电。
7、验电器:用来检验物体是否带电的仪器,其原理是同种电荷相互排斥。
第2节 库仑定律1、点电荷:当研究的总量与带电体本身的形状大小以及电荷分布情况关系不大时,可以把抽象成一个带电的点,称为点电荷。
.两带电体的距离远大于带电体的尺寸,带电体就可视为点电荷.2、库仑定律⑴内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力的大小,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向沿着它们的连线.⑵表达式:221r Q Q kF = (其中k =9.0×109 N ·m 2/C 2,叫静电力常量)⑶适用条件:①.真空; ②点电荷.第3节 电场 电场强度和电场线1、电场⑴定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质.⑵基本性质:对放入其中的电荷有力的作用.2、电场强度⑴定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度.⑵定义式:q F E =单位:N/C注:电场中某点场强的大小和方向与该点放不放电荷及所放电荷的大小和电性无关,由电场本身决定.⑶矢量性:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度的方向.⑷真空中点电荷场强的计算式: 2r Q k E = (其中Q 叫做场源电荷). ⑸电场的叠加:空间同时存在几个电场时,空间某点的场强等于各电场在该点的场强的矢量和,电场强度的叠加遵循平行四边形定则.3、电场线1)定义:画在电场中有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向 2)电场线的特征⑴电场线是人们为了形象的描绘电场而想象出的一些线,客观并不存在.⑵切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.⑶疏密程度表示该处电场强度的大小.⑷从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.⑸没有画出电场线的地方不一定没有电场⑹匀强电场的电场线平行且距离相等.⑺顺着电场线方向,电势越来越低.⑻电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直.⑼电场线永不相交也不闭合.⑽电场线不是电荷运动的轨迹.3)几种常见电场的电场线分布:点电荷的电场线分布相互靠近的等量异种点电荷的电场点电荷与带电平板间的电场平行板电容器的电场第4节 电势能 电势与电势差一、电场力做功的特点1、在电场中移动电荷时,电场力做功与路径无关,只与始末位置有关(与重力相似)。
物理选修3-1 知识总结第一章 第1节 电荷及其守恒定律2.两种电荷:正电荷和负电荷.3.起电的方法使物体起电的方法有三种:摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电的方式不同,但实质都是发生电子的转移,使多余电子的物体(部分)带负电,使缺少电子的物体(部分)带正电.在电子转移的过程中,电荷的总量保持不变.二、电荷守恒定律1、电荷量:电荷的多少。
在国际单位制中,它的单位是库仑,符号是C.2、元电荷:电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10-19C ,所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍。
3、比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4、电荷守恒定律表述1:电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。
表述2:在一个与外界没有电荷交换的系统内,正、负电荷的代数和保持不变。
第一章 第2节 库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷:当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多,这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况,把它抽象成一个几何点。
这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
(类似于质点)2、带电体看做点电荷的条件:①两带电体间的距离远大于它们大小;②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3、影响电荷间相互作用的因素: ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小二、库仑定律:在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上(吸引力向内,斥力向外)(静电力常量k=9.0×109N ·m 2/C 2(库仑扭秤)) 注意:1.定律成立条件:真空、点电荷3.计算库仑力时,电荷只代入绝对值使用的方法:库仑扭秤实验、控制变量法221q r q k F第一章 第3节 电场强度一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的电荷(带电体)周围存在着的一种物质。
高二物理(选修3-1)第一章 静电场1.1 库仑定律1.电荷:自然界中只存在两种电荷,即正电荷和负电荷.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.2.电荷量:电荷量是指物体所带电荷的多少.单位是库仑,字母为“C”.物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷.3.元电荷:电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ,全部带电体的电荷量都是e 的整数倍,因此电荷量e 称为元电荷.4.点电荷:点电荷是一种志向化的模型,当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多,以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时,这样的带电体就可以看做点电荷.5.物体带电方法:(1)摩擦起电;(2)感应起电;(3)接触起电.6.电荷守恒定律:电荷既不能创建,也不能歼灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中电荷总量保持不变.7.库仑定律:(1)适用条件:① 真空中,②点电荷(2)公式:221rQ Q k F = 说明:①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力,不论两个带电体的电量是否相等,甚至相差悬殊,但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反,并与它们的质量无关.②匀称带电的圆球、圆板、圆环,等效为电荷都集中在球心、圆心.③微观粒子(如电子、质子)间的万有引力比它们之间的库仑力小得多,万有引力通常忽视不计,电荷在电场中受力分析时,一般状况下物体的重力不计.1.2 电场强度 电场力的性质1.电场:(1)电场:带电体四周存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.它是一种看不见的客观存在的物质.它具有力的特性和能的特性.(2)电场最基本的性质:对放入电场中的电荷由电场力的作用.(3)电场力:放入电场中的电荷受到电场的力的作用,此力叫电场力.2.电场强度E :描述电场力的性质的物理量(1)定义:放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值,叫电场强度.(2)定义式:q F E /=.(3)物质性:电场是电荷四周客观存在的物质,电荷之间的相互作用力通过电场而发生.(4)客观性:场强是描述电场力的性质的物理量,只由电场本身确定.电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关,与检验电荷所受的电场力F 无关,即使无检验电荷存在,该点的场强依旧是原有的值.(5)矢量性:电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向.与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反.(6)场强大小推断:a .依据电场力推断:q F E /=b .依据电场线推断:只与电场线疏密有关,与电场线方向无关.c .依据匀强电场中电势差推断:E=U/d(7)电场强度的计算:q F E /=(定义式,普遍适用)2rQ kE =(用于真空中点电荷形成的电场) U/d E =(用于匀强电场) 3.电场线:在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样,这些曲线就叫做电场线.(1)电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线,它不是电场中实际存在的线.电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹.(2)电场线的疏密表示场强的大小,电场线越密的地方,其场强就越大.(3)电场线上某点的切线方向即该点的场强力向,也就是正电荷在该点所受电场力的方向.(4)静电场的电场线是不闭合的曲线,总是从正电荷(或无穷远处)发出,终止于负电荷(或无穷远处).在没有电荷的地方电场线不会中断,也不会相交.正电荷肯定要发出电场线,负电荷肯定要接收电场线.(5)电场线不会相交或相切.4.电场的叠加:同时存在几个产生电场的场源时,电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和.1.3 电势 电场能的性质1.电势差U AB :(1)定义:电荷在电场中,由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ,叫做A 、B 两点间的电势差,用U AB 表示.(2)定义式:U AB =W AB /q .(3)电势差是标量,但有正负,正负表示电势的凹凸.2.电势φ:描述电场能的性质的物理量(1)定义:电势实质上是和标准位置的电势差.即电场中某点的电势,在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置(零电势点)时电场力所做的功.(2)定义式:φA =U A∞= W A∞/q .(3)电势是标量,但有正负,正负表示该点电势比零电势点高还是低.(4)电势凹凸推断:a .依据移动检验电荷做功推断:移动正电荷电场力做正功(负功)时,电势着陆(上升);移动负电荷电场力做正功(负功)时,电势上升(着陆).b .依据电场线推断:沿着电场线方向,电势越来越低,逆着电场线方向电势越来越高.c .依据场源电荷推断:离正电荷越近,电势越高,离场源负电荷越近,电势越低.d .依据电势差推断:AB U >0,则A 点电势比B 点高;AB U <0,则A 点电势比B 点低.3.电势能E P :(1)电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能.(2)电势能是标量.(3)电场力做功与电势能的变更的关系:电场力对电荷做正功,电荷的电势能削减,做功量等于电势能的削减量;电场力对电荷做负功,电荷的电势能增加,做功量等于电势能的增加量,即W电=-△E P (类比于W G =-△E P ).4.电场力做功的计算:(1)依据电势能的变更与电场力做功的关系计算:即W 电=-△E P .(2)应用公式W AB =qU AB 计算:①正负号运算法:依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB .②肯定值运算法:公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算,功的正负再另推断:当正(或负)电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时,是电场力做正功(或电场力做负功);当正(或负)电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时,是电场力做负功(或电场力做正功).5.等势面:(1)定义:电场中电势相同的点构成的面叫做等势面.(2)等势面的特点:①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图,不是电场中实际存在的面.②同一等势面上各点间的电势差为零,电荷在等势面上移动时电场力不做功.③电场线垂直于等势面,并指向电势降低最快的方向.④等势面不相交.⑤电场强度较大的地方,等差的等势面较密.⑥电场线的描绘:利用电场线和等势面的垂直关系,先描绘出电场中的等势面,再画出电场线.6.匀强电场中场强和等势面的关系:在匀强电场中,沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积,即U =Ed ,也可理解为:在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆,即E =U/d .1.4 电容器 带电粒子在电场中的运动1.电容器、电容(1)电容器:两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器.(2)电容:描述电容器容纳电荷本事的物理量.①定义:电容器所带的电荷量Q (一个极板所带电荷量的肯定值)与两个极板间电势差U 的比值,叫做电容器的电容. ②定义式:U Q U Q C ∆∆==.电容C 由电容器本身的构造因素确定,与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关.③单位:1F=106μF=1012pF④几种电容器(a )平行板电容器:平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比,跟正对面积S 成正比,跟两板间的距离d 成反比,即kdS C πε4=. 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场,板间场强为U/d E =.(b )固定电容器、可变电容器、电解电容器.电解电容器接入电路时应留意其极性.2. 带电体在电场中的运动(1)平衡(静止或匀速):仅在电场力和重力作用下满意mg qE =(2)加速(1)能量:在任何电场中,若只有电场力做功,有21222121mv mv qU -=. (2)动力学:在匀强电场中,若只有电场力作用,带电体做匀变速运动,其加速度为mEq a =. (3)偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时,粒子的运动为类平抛运动,其轨迹是抛物线.当带电粒子的质量为m ,电量为q ,两平行金属板板长为l ,距离为d ,板间电压为U ,当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时,两板间的场强为dU E =. 在垂直于场强方向上,粒子做匀速直线运动:t v x v v 0x ==,0.在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动:m qE a =,221,t mqE y t m qE v y ==. 离开电场时,粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ,200tan mdv qUl v v y==φ.(4)圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中,可做匀速圆周运动.如氢原子核外电子的绕核运动.此时有rv m r Qqk 22=. 3.示波器:(1)构造:示波器的核心部件是示波管,它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成.(2)示波管的基本工作原理:利用两组正交的偏转极板,可以限制电子打在荧光屏上的位置.示意图如右:两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转.一般在水平偏转电极上加扫描电压(从左向右周期性扫描),在竖直偏转电极上加须要探讨的信号.(3)示波器面板开关与旋钮的作用:如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板.①是辉度调整旋钮,标以“☼”符号,用来调整光点和图像的亮度. 顺时针旋转旋钮时,亮度增加.②是聚焦调整旋钮“⊙”,③是协助聚焦调整旋钮“○”,这两个旋钮协作着运用,能使电子射线会聚,在荧光屏上产生一个小的亮斑,得到清楚的图像.往下是电源开关和指示灯,用后盖板上的电源插座接通电源后,把开关扳向“开”的位置,指示灯亮,经过一两分钟的预热,示波器就可以运用了.荧光屏下边第一行中,④是竖直位移旋钮,⑤是水平位移旋钮,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置. 它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度,顺时针旋转时,幅度增大.中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮,它有1、10、100、1000四挡,最左边的“1”挡不衰减,其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000.运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10,最右边的正弦符号“~”挡不是衰减,而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压,可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作.中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮,也有四挡,可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围,左边第一挡是10~100Hz,向右旋转每上升一挡,扫描频率都增大10倍,最右边的是“外X”挡,运用这一挡时,机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入.中间的小旋钮是扫描微调旋钮,它可以在初定的频率范围内,进行连续微调,得到一确定的频率.顺时针转动时频率连续增加.底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱.左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关,置于“DC”位置时,所加的信号电压是干脆输入的;置于“AC”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,它可以让沟通信号通过而隔断直流成分.右边的“同步”也是一个选择开关,置于“+”位置时,扫描由被测信号正半周起同步,置于“-”位置时,扫描由负半周起同步.这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用,对于正弦波、方波等,无论扳到“+”或“-”,都能很好地同步.对测量没有影响.。
第一章 电场基本知识点总结(一)电荷间的相互作用1.电荷间有相互作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引,两电荷间的相互作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
2.库仑定律:在真空中两个点电荷间的作用力大小为F= kQ1Q2/r2,静电力常量k=9.0×109N ·m2/C2。
(二)电场强度1.定义式:E=F/q ,该式适用于任何电场.E 与F 、q 无关只取决于电场本身,与密度ρ类似,密度ρ定义为Vm =ρ ,而ρ与m 和V 均无关,只与物质本身的性质有关.(1)场强E 与电场线的关系:电场线越密的地方表示场强越大,电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向,电场线的方向与场强E 的大小无直接关系。
(2)场强的合成:场强E 是矢量,求合场强时应遵守矢量合成的平行四边形法则。
(3)电场力:F=qE ,F 与q 、E 都有关。
2.决定式(1)E=kQ/ r2,仅适用于在真空中点电荷Q 形成的电场,E 的大小与Q 成正比, 与r2成反比。
(2)E=U/d ,仅适用于匀强电场。
d 是沿场强方向的距离,或初末两个位置等势面间的距离。
3.电场强度是矢量,其大小等于F 与q 的比值,反映电场的强弱;其方向规定为正电荷受力的方向.4. 电场强度的叠加是矢量的叠加空间中若存在着几个电荷,它们在P 点都激发电场,则P 点的电场为这几个电荷单独在P 点产生电场的场强的矢量合.(三)电势能1.电场力做功的特点:电场力对移动电荷做功与路径无关,只与始末位的电势差有关,Wab=qUab2.判断电势能变化的方法(1)根据电场力做功的正负来判断,不管正负电荷,电场力对电荷做正功,该电荷的电势能一定减少;电场力对电荷做负功,该电荷的电势能一定增加。
(2)根据电势的定义式U=ε/q 来确定。
(3)利用W=q(Ua-Ub)来确定电势的高低(四)电势与电势差1.电场中两点间的电势差公式(两个):U AB =W AB /q ;U AB = 2、电场中某点的电势公式: =W A ∞/q = E A (电势能)/ q(五)静电平衡把金属导体放入电场中时,导体中的电荷重新分布,当感应电荷产生的附加电场E '与原场强E0叠加后合场强E 为零时,即E= E0 +E '=0,金属中的自由电子停止定向移BA ϕϕ-A ϕA ϕ动,导体处于静电平衡状态。
孤立的带电导体和处于电场中的感应导体,处于静电平衡时,主要特点是:1.导体内部的合场强处处为零(即感应电荷的场强 与原场强 大小相等方向相反)没有电场线。
2.整个导体是等势体,导体表面是等势面。
3.导体外部电场线与导体表面垂直。
4.孤立导体上净电荷分布在外表面。
(六)、电场中的带电粒子的运动1.带电粒子重力是否可忽略?• (1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等,除有说明或明确的暗示以外一般都可忽略不计。
• (2)带电颗粒:如液滴、尘埃、小球一般都不能忽略。
2.带电粒子平衡问题此时一般考虑带电粒子所受的重力,带电粒子在电场中处于静止状态,则: 若受几个力平衡,则应用力学中关于受力平衡的知识解决问题.3. 带电粒子加速问题带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场时,受到的电场力的方向与运动方向在同一直线上,此时带电粒子做加(或减)速运动,带电粒子动能的变化量等于电场力做的功,也等于电势能的变化量,动能定理(合外力对物体做的功=物体动能的增量)W 合= mV t 2/2 - mV o 2/2 或 W 合=ΔE K(1)初速度不为零时mv mv qU 2022121-= (2)初速度为零时 221mv qU =【上述公式适用于匀强和非匀强电场】4. 带电粒子偏转问题带电粒子进入电场时速度方向与电场线不平行时,带电粒子在电场中要发生偏转. 当带电粒子进入匀强电场时的速度方向与电场线垂直时,带电粒子在电场中做匀变速运动,即类似平抛的运动,此类问题一般都是分解为两个方向的分运动来处理。
(1)沿初速度方向做匀速运动:vx=v0,x=v0t(2)沿电场线方向做匀加速运动:vy=at ,y=at2/2( 两个分运动的联系桥梁:时间t 相等 )若偏转电场的电压为U 、距离为d ,带电粒子重力可忽略时,则有带电粒子的:合力F=q E (又 E=U/d F=ma )加速度为a=qU/md ,任意时刻的速度为=合Fv v y vt 220+=偏转角θ的正切为 mdv qU v v tg x y //020==θ由此应用相应的力学知识可以解出带电粒子在电场中的偏转距离y 和偏转角度θ.(七)、电场线与等势面的比较:1、电场线:用来形象描述电场的假想曲线,是由法拉第引入的。
理解:①、起始于正电荷(无穷远处),终止于负电荷(无穷远处),②、不是闭合曲线,不相交。
③、、电场线上一点的切线方向为该点场强方向。
④、、电场线的疏密程度反映了场强的大小。
⑤、、匀强电场的电场线是平行等距的直线。
⑥、、沿电场线方向电势逐点降低,是电势最低最快的方向。
⑦、电场线并非电荷运动的轨迹。
2、等势面:电势相等的点构成的面有以下特征:①、在同一等势面上移动电荷电场力不做功。
②、等势面与电场力垂直。
③、电场中任何两个等势面不相交。
④、电场线由高等势面指向低等势面。
⑤、电势与电场强度无必然的联系⑥、以等势面的疏密反映了场强的大小3、匀强点电荷电场等势面的特点• A 、等量同种电荷连线和中线上• 连线上:中点电势最小• 中线上:由中点到无穷远电势逐渐减小,无穷远电势为零。
• B 、等量异种电荷连线上和中线上• 连线上:由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
• 中线上:各点电势相等且都等于零3、电场力做功与电势能的关系:①、通过电场力做功说明:电场力做正功,电势能减小。
电场力做负功,电势能增大。
②、正电荷:顺着电场线移动时,电势能减小。
逆着电场线移动时,电势能增加。
负电荷:顺着电场线移动时,电势能增加。
逆着电场线移动时,电势能减小。
③、求电荷在电场中A 、B 两点具有的电势能高低将电荷由A 点移到B 点根据电场力做功情况判断,电场力做正功,电势能减小,电荷在A 点电势能大于在B 点的电势能,反之电场力做负功,电势能增加,电荷在B点的电势能小于在B 点的电势能④、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正,负电荷在任一点具有的电势能都为负。
在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负,负电荷在任意一点具有的电势能都为正。
(八)、电势与电势差的比较:(1)电势差是电场中两点间的电势的差值,(2)电场中某一点的电势的大小,与选取的参考点有关;电势差的大小,与选取的参考点无关。
(3)电势和电势差都是标量,单位都是伏特,都有正负值;电势的正负表示该点比参考点的电势大或小;电势差的正负表示两点的电势的高低。
注:五个静电场物理量的判断(一)、电场(场强E) 的判断1、用电场线判断:疏密表示E 大小, ;切线方向或 +q 受力的方向(-q 受力的反方向)表示E 的方向。
2、用定义式判断:E=F/q(二)、电场力的判断:大小:F= q ·E ;方向:区分正、负电,“正同负反”(三)、电势高低的判断1、看电场线的方向2、由电势差U AB 的正负判断(四)、电场力作正功、负功的判断: 看电场力的方向与移动方向,明确电场力是作动力还是阻力。
(五)、电势能增减的判断: 看电场力做功的正、负E PA 电势能- E PB 电势能=W AB(六)电场线曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的弱度。
电场线的特点:(a)始于正电荷 (或无穷远),终止负电荷(或无穷远);(b)任意两条电场线都不相交。
电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。
带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。
(九)电容器、电容1.电容器的电容(1).定义式:C=Q/U=Δ Q/ΔU ,适用于任何电容器。
(2)决定式;C=εS/4πkd ,仅适用于平行板电容器。
平行板电容器的电容与两极板间电介质的介电常数ε成正比,与两极板的正对面积S 成正比,与两极板间的距离d 成反比,即d SC ε∝ ,写成等式kdS C πε4= . (3)注意:电容是反映电容器本身贮电性能的物理量,由电容器本身的构造决定,与电容器带电多少、是否带电及两极间电势差大小等均无关.由平行板电容器电容的决定式可以看出,其电容只与ε、S 和d 有关.2.解决平行板电容器问题的基本思路(1) 首先确定不变量,电容器跟电源相连,U 不变,q 随C 而变。
d ↑→C ↓→q ↓→E ↓充电后断开,q 不变,U 随C 而变。
d ↑→C ↓→U ↑→不变。
ε、S ↓→C ↓→U ↑→Ekd S C πε4=分析平行板电容器电容的变化. (2)用式(3)用定义式分析电量Q 或者电势差U 的变化.U QC =SkQ E d U E επ4==或者(4)用分析两极板间电场强度的变化.。