高三物理一轮复习,电场知识点总结
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高三物理电场知识点梳理一、电荷与电场1.1 电荷的基本概念1.2 电荷的性质1.3 电荷守恒定律1.4 静电场的基本概念1.5 静电力与库仑定律二、电场强度与电势2.1 电场强度的定义2.2 电场强度的计算公式2.3 电偶极子与电场强度2.4 电势的基本概念2.5 电势的计算公式三、电场线与等势面3.1 电场线的定义与性质3.2 电场线的画法与规律3.3 等势面的概念与性质3.4 电场线与等势面的关系四、电场中的带电粒子4.1 带电粒子在电场中的受力4.2 带电粒子在电场中的运动轨迹 4.3 带电粒子在电势中的能量变化 4.4 带电粒子的加速电压与能量分析五、电势能与电势差5.1 电势能的定义与计算公式5.2 电势差的定义与计算方法5.3 电势能与电势差的关系5.4 电势能的转化与守恒六、电场中的静电场能6.1 静电场能的定义与计算6.2 静电场能的分布与变化规律 6.3 静电场能的积累与释放6.4 静电场能的应用与问题解析七、电场中的电场强度7.1 电场强度的定义与计算公式 7.2 电场强度的分布规律7.3 电场强度与电势的关系7.4 电场强度的变化与影响因素八、电场中的电场线分布8.1 电场线分布的形状与规律8.2 电场线在场强变化区域的行为 8.3 电场线与导体的关系与影响 8.4 电场线与非导体的关系与应用九、电势与电场能的计算9.1 电势的计算方法与公式9.2 电场能的计算与转化9.3 电场能的问题解析与实例应用9.4 电势与电场能的实验测量方法总结:物理电场是高中物理学中重要的内容之一。
本文对高三物理电场的知识点进行了梳理,详细介绍了电荷与电场、电场强度与电势、电场线与等势面、电场中的带电粒子、电势能与电势差、电场中的静电场能、电场中的电场强度、电场中的电场线分布以及电势与电场能的计算等方面的内容。
希望通过本文的学习,能够使读者对高三物理电场的知识有一个全面的了解,为接下来的学习和考试打下坚实的基础。
高三物理一轮电学知识点电学知识点一轮复习电学是物理学中的一个重要分支,它研究电场、电流以及与之相关的现象和性质。
在高三物理学习中,电学是一个重要的知识点,需要我们掌握一些基本的概念和公式。
本文将围绕高三物理电学知识点展开,帮助大家进行一轮复习。
一、电荷和电场1. 电荷的基本性质电荷是物质所带的一种属性,分为正电荷和负电荷两种。
同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
2. 电场的概念和特征电场是描述电荷之间相互作用的物理场,用电场强度(E)来表示。
在电场中,电荷会受到电场力的作用。
二、电势和电势差1. 电势的定义与性质电势是描述电场中某一点电位能的大小,用电势能(V)来表示。
电势与电荷和距离有关,通常以无穷远处为参照点,电势为零。
2. 电势差的计算和意义电势差是描述两点之间电势差异的大小,用ΔV表示。
电势差等于单位正电荷从一个点移动到另一个点时所做的功。
在电路中,电势差可以用来进行电压的测量。
三、电流和电阻1. 电流的定义和表达式电流是单位时间内通过导体横截面的电荷数量,用I表示。
它的计算公式为I = Q/Δt(Q为通过导体横截面的电荷量,Δt为时间)。
2. 电阻的概念和特性电阻是导体对电流的阻碍程度,用R表示。
电阻的大小与导体的物质、几何形状以及温度有关,常用单位是欧姆(Ω)。
四、欧姆定律和功率1. 欧姆定律的表达式和应用欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系,它的公式为 U = IR(U为电压,I为电流,R为电阻)。
欧姆定律可以帮助我们计算电路中的电流和电压。
2. 功率的定义和计算功率是描述电能转换速率的物理量,用P表示,它的计算公式为 P = IV(I为电流,V为电压)。
功率是电流和电压的乘积,单位是瓦特(W)。
五、串联和并联1. 串联电路串联电路是将电阻、电容或电感等器件依次连接起来的电路。
在串联电路中,总电流等于各个元件电流之和,总电压等于各个元件电压之和。
2. 并联电路并联电路是将电阻、电容或电感等器件同时连接到电源两端的电路。
高三物理电学知识点归纳一、电荷与电场1. 电荷的基本性质:电荷分正负两种,同性相斥、异性相吸。
2. 电场的概念:电场是由电荷所产生的物理场,具有方向和大小。
3. 电场强度:电场强度表示单位正电荷所受到的力的大小,用N/C 表示。
4. 电场线:电场线用于描述电场的分布情况,是垂直于电场线上的任意一点的切线方向。
5. 高斯定律:高斯定律是描述电场的一个重要定律,它指出电场线从正电荷流向负电荷,电场线不会相交。
二、电势与电势能1. 电势的概念:电势是描述电场能量分布的物理量,表示单位正电荷在电场中所具有的势能。
用V表示,单位为伏特(V)。
2. 电势差:电势差是指两点之间的电势差异,表示单位正电荷从一个点移动到另一个点所做的功。
3. 电势能:电势能是指电荷在电场中由于位置发生变化而具有的能量。
4. 电势能的计算:电势能等于电荷与电势差的乘积。
三、电流与电阻1. 电流的概念:电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量,用I表示,单位为安培(A)。
2. 电阻的概念:电阻是指导体对电流的阻碍作用,用R表示,单位为欧姆(Ω)。
3. 欧姆定律:欧姆定律是描述电流、电压和电阻之间关系的一个重要定律,它表明电流与电压成正比,与电阻成反比。
4. 串联与并联:电阻的串联是指将多个电阻依次连接,电流依次通过,电压分担;电阻的并联是指将多个电阻同时连接,电流分担,电压相同。
四、电功与电能1. 电功的概念:电功是指电流在电场中所做的功,表示电流通过电路所产生的能量转化。
2. 电功率:电功率是指单位时间内消耗的电能或产生的电能,用P 表示,单位为瓦特(W)。
3. 等效电阻:等效电阻是指多个电阻与电源连接后,与之等效的单个电阻。
4. 电能损耗:电能损耗是指电流通过电阻时所消耗的电能,可以通过电功率计算。
五、电容与电路1. 电容的概念:电容是指导体或电介质存储电荷的能力,用C表示,单位为法拉(F)。
2. 电容的计算:电容等于电荷与电压的比值。
高中物理第一轮复习知识点总结一、高中物理电场知识点1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数) 常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕.二、高中物理恒定电流知识点电荷的定向移动形成电流。
电场知识点归纳总结归纳电场是物理学中的一个重要概念,指的是在空间中存在电荷时,周围空间中会有电力的作用。
电场包括电场强度、电势、电势能等概念,本文将对电场的一些经典知识点进行归纳总结。
1.电荷:电场的存在必须基于电荷的存在。
电荷分为正电荷和负电荷,相同电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
电荷是电场的源,正电荷产生的电场线由正电荷指向负电荷,负电荷产生的电场线由负电荷指向正电荷。
2.电场强度:电场强度是衡量电场强弱的物理量,用E表示。
电场强度的定义为一个单位正电荷所受到的电力,通常使用牛顿/库仑(N/C)来表示。
在均匀电场中,电场强度的大小是不随距离而变化的。
3.电场线:电场线是用来表示电场的图形,电场线是沿着电场方向的曲线。
电场线的密度表示电场强度的大小,电场线越密集,电场越强。
电场线是从正电荷发出,经过电场空间到达负电荷。
4.电势:电势是电场的性质,是描述电场能量的物理量。
电势可以理解为单位正电荷在电场中所具有的势能,通常使用伏特(V)来表示。
在均匀电场中,电势的大小是随距离变化的。
5.电势差:电势差是指两点之间的电势差异,是电势概念的一种应用。
电势差可以理解为单位正电荷从一个点移动到另一个点所获得的势能差。
通常使用伏特(V)来表示。
6.静电力:静电力是指由于电荷之间相互作用而产生的力。
根据库仑定律,电荷之间的静电力与电荷之间的距离的平方成反比,与电荷大小的乘积成正比。
7. 电场能:电场能是指单位电荷在电场中所具有的势能,即电场对电荷的做功。
电场能可以用来描述电场的能量分布,其定义为:电场能=dq*V,其中dq为电荷量,V为电势。
8.极化:当非导体物体置于电场中时,电荷会在分子或原子之间发生重新排列,使物体内部产生电偶极矩,这种现象称为极化。
极化会产生诱导电荷和感应电场。
9.高斯定理:高斯定理是电场的一个重要定理,它描述了电场在闭合曲面上的总通量与该曲面所包围的总电荷之间的关系。
即:∮E*dA=Q/ε0,其中E为电场强度,dA为曲面元,Q为闭合曲面所包围的总电荷量,ε0为真空中的电容率。
物理高中电场知识总结归纳电场是物理中的一个重要概念,它描述了空间中存在电荷时所产生的相互作用。
在高中物理中,电场是一个重要的内容,下面将对电场的知识进行总结和归纳。
1. 电荷与电场电场的起源是电荷,正电荷与负电荷之间相互吸引,而相同电荷之间相互排斥。
引入电场的概念,可以用来描述电荷间的相互作用。
2. 电场强度电场强度是电场的重要物理量,用符号E表示。
它描述了单位正电荷所受到的力的大小和方向,单位为牛顿/库仑。
电场强度的计算公式为E = F/Q,其中F表示电荷所受到的力,Q表示电荷的大小。
3. 电场线电场线是描述电场分布的工具,它是沿着电场力线的方向绘制的曲线。
电场线具有一定的规律性,从正电荷出发的电场线指向负电荷,相同电荷之间的电场线相互平行。
4. 电势能电势能是电荷在电场中具有的能量。
在电场中,电势能的变化可以由电场强度的积分来表示,即电势差。
电势差的计算公式为ΔV = -∫E·dl,其中ΔV表示电势差,E表示电场强度,l表示路径长度。
5. 电场的叠加原理当有多个电荷存在时,它们在某一点产生的电场强度可以通过叠加原理进行计算。
即在某一点的电场强度等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和。
6. 点电荷的电场点电荷是指电荷分布在空间中集中在一个点上的情况。
对于点电荷,其电场强度与距离的关系符合库仑定律,即电场强度正比于电荷的大小,反比于距离的平方。
7. 均匀带电直线的电场均匀带电直线的电场是指电量均匀分布在一条直线上的情况。
对于均匀带电直线,其电场强度与距离的关系符合线性分布规律,即电场强度正比于距离。
8. 均匀带电平面的电场均匀带电平面的电场是指电量均匀分布在一个平面上的情况。
对于均匀带电平面,其电场强度与距离无关,具有相同的大小和方向。
9. 电容器电容器是一种用来储存电荷和电能的装置,分为平行板电容器和球形电容器等。
电容器的容量表示了它储存电荷的能力,容量的计算公式为C = Q/V,其中C表示容量,Q表示电荷,V表示电压。
高考物理电场的总结归纳电场是高考物理考试中非常重要的一个概念。
正确理解和应用电场的知识,对于解答物理题目具有重要的作用。
下面,我将对高考物理电场的内容进行总结归纳,以帮助大家更好地掌握这一知识点。
一、电场的基本概念电场是由电荷所产生的,它是一种描述电荷间相互作用的物理量。
电场分为点电场和区域电场。
点电场表示某一点处的电场强度,而区域电场则表示整个区域内各点的电场情况。
电场的单位是牛顿每库仑(N/C)。
二、电场强度电场强度E表示单位正电荷在电场中所受的力,它的方向是正电荷受力方向的相反方向。
电场强度的单位是N/C。
根据电场强度的定义,我们可以根据电场强度和电荷数量之间的关系来求解电场强度。
三、高考常见电场问题的解法1. 单个点电荷的电场问题:当我们需要求解某一点处的电场强度时,可以利用库仑定律计算。
根据库仑定律,电场强度和与该点距离的平方成反比,与电荷的数量成正比。
2. 均匀带电线的电场问题:对于均匀带电线,其电场强度在垂直于线段上的所有点都是相等的。
因此,我们可以利用电场强度的叠加原理来解决这类问题。
3. 均匀带电环的电场问题:均匀带电环的电场强度在环上的轴线处是一个常数,与距离的平方成反比。
我们可以利用电场强度的叠加原理将环分解成许多小段,然后对每个小段的电场强度进行积分求和。
四、电势差和电势能1. 电势差是指单位正电荷从一个点移动到另一个点所做的功。
电势差的单位是伏特(V)。
2. 电势差和电场强度的关系:当电荷在电场中沿电场线方向移动时,电场强度的方向与电势差的方向相同;当电荷与电场线相交成一定的角度时,电场强度与电势差的夹角决定了电荷所受的力。
3. 电势能是指将单位正电荷从无穷远处移到一个点所所做的功。
电势能的单位与电势差相同,为伏特(V)。
五、电容器电容器是由两个导体板和介质构成的,它可以储存电荷和电能。
常见的电容器有平行板电容器和球形电容器。
1. 平行板电容器的电容量与其几何尺寸和介质性质有关。
引言概述电场是物理学中的重要概念之一,对于理解静电、电磁场、电荷运动等现象具有重要意义。
本文将对电场的相关知识进行归纳总结,以帮助读者全面理解电场的特性和应用。
正文内容一、电场的定义和基本特性1.电场的定义:电场是指空间中由电荷引起的电力作用的性质和规律的总和。
2.电场的强度和方向:电场的强度表示在某一点产生的电场力对单位正电荷所作的力,其方向沿该力的方向。
3.电场线:电场线是用来表示电场强度方向的虚拟曲线,其切线方向表示该点的电场强度方向,而曲线的稠密程度表示电场强度大小。
4.电场的叠加原理:当有多个电荷共同作用时,它们所产生的电场可以通过矢量相加的方式得到。
二、电势能和电势1.电势能:电势能是指在电场中将带电物体由无穷远处移动到某一位置所需克服的力所做的功。
电势能与电荷的位置和电场强度有关。
2.电势:电势是指电场中单位正电荷所具有的电势能。
电势可以用来描述电场的强弱,其大小与电荷量和电势能之比有关。
三、高斯定律和电通量1.高斯定律的表述:高斯定律描述了电场通过一个闭合曲面的总电通量与该曲面内包围的电荷量之间的关系。
2.电通量的概念:电通量是指电场通过一个给定曲面的总电场线数。
四、电介质和电容1.电介质的特性:电介质是指那些在电场下有极化现象发生的物质,具有较高的介电常数。
电介质可以改变电场的分布和电场强度。
2.电容的定义和计算:电容是指电场中两个导体之间存储电荷的能力,通常用电容量来表示。
电容量的计算与电介质、导体形状和电场强度有关。
五、电场中的能量和能量守恒1.电场能量的计算:电场能量是指电场在给定空间内存储的能量,可以通过电势能和电荷分布计算得到。
2.能量守恒定律:电场中的能量守恒定律表明,电场能量的变化必须等于能量的输入减去输出。
总结通过本文对电场的归纳总结,我们对电场的定义和基本特性、电势能和电势、高斯定律和电通量、电介质和电容以及电场中的能量和能量守恒等方面有了更深入的理解。
电场作为物理学中的重要概念,对于现代科学技术的发展具有重要意义,我们希望读者通过本文的学习能够进一步掌握电场的相关知识,并将其应用到实际问题中。
高中物理电场知识点一、电场概念电场是指电荷在空间中所形成的一种物理场,是由于电荷的存在而产生的,可以对其他电荷施加电力作用。
二、电场强度1.定义:电场强度E是单位正电荷所受到的电力的大小,标量量,单位是伏/米(V/m)。
2.计算:由于电场强度是单位正电荷所受力的大小,可以通过电场强度的定义公式E=F/q计算,其中F为电荷所受力,q为单位正电荷的电荷量。
三、电场线与电势1.电场线:电场线是指在电场中,在任意一点的切线方向上,使得切线方向为电场强度方向的曲线。
2.电势:电势是指单位正电荷所具有的电位能,是标量量,用V表示,单位是伏特(V)。
3.电势的计算:电势的计算可以通过电场力做功的公式V=W/q计算,其中W为电场力对电荷做的功,q为电荷量。
四、点电荷的电场1.点电荷:电量集中在一个极点上的电荷称为点电荷。
2. 点电荷的电场强度:点电荷的电场强度E与与其距离r的关系式为E=kq/r^2,其中k为电场常数,q为点电荷的电荷量。
五、均匀带电直导线的电场1.均匀带电直导线:均匀带电直导线是指线上的电荷分布均匀的直导线。
2.均匀带电直导线的电场强度:均匀带电直导线上点P处的电场强度E与点P到直导线的距离r的关系式为E=λ/2πεr,其中λ为导线上单位长度的电荷量,ε为真空介电常数。
六、均匀带电平面的电场1.均匀带电平面:电荷均匀分布在一个平面上的电荷平面。
2.均匀带电平面的电场强度:均匀带电平面上点P处的电场强度E与点P到平面的距离d的关系式为E=σ/2ε,其中σ为平面上单位面积的电荷量。
七、电势差与电势能1. 电势差:在电场中,两点A和B之间的电势差Vab是指单位正电荷从A点移动到B点所获得的电位能的变化量。
2.电势能:电荷在电场中具有的电位能,当电荷与电势零点之间存在电势差时,电荷具有电势能。
八、电容和电容器1.电容:电容C是指单位电势差U所存储的电荷量,是标量量,单位是法拉(F)。
2.电容器:电容器是指能够存储电荷并且具有电容的器件。
2023《物理一轮复习、《电场力的性质》》•知识点回顾•重点知识梳理•难点知识解析•经典例题解析目•易错点总结录01知识点回顾当一个带电体靠近一个导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。
静电感应电场是客观存在的一种特殊物质,与形态存在的物质不同,它看不见、摸不着,但又确定存在。
任何电荷的周围都存在着电场,电场常用假想的电场线来描绘。
电场电场的概念01电场强度是描述电场强弱的物理量,是矢量,有大小和方向。
电场强度02大小:试探电荷所受的力与其电荷量的比值。
03方向:正电荷所受电场力的方向。
04点电荷的电场强度:在真空中,点电荷的电场强度E=kQ/r²,与距离的平方成反比;在空气介质中,其电场强度与媒介的种类、压力等因素有关。
电场线是假想的曲线,从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
电场线的疏密表示电场的强弱。
切线方向表示该点的场强方向。
电场线不封闭,不相交,不相切。
电场线02重点知识梳理理解并掌握电场力的性质总结词电场力的性质包括电场强度、电场线、电势能等概念。
电场强度是描述电场力的性质的物理量,它与试探电荷所受的电场力无关,而与电场本身有关。
电场线是描述电场中电场强度分布的曲线,它可以形象地表示电场的强弱和方向。
电势能是描述电荷在电场中具有的能量,它与电荷的电量和电势有关。
在电场中移动电荷时,电场力会做功,导致电势能的变化。
详细描述电场力的性质电场力的做功与电势能的变化总结词理解并掌握电场力的做功与电势能的变化规律详细描述电场力的做功与路径无关,只与初末位置有关。
在电场中移动电荷时,如果电场力做正功,则电势能减少;如果电场力做负功,则电势能增加。
这一规律可以用来判断电势能的变化情况。
此外,通过电场力做功的计算,还可以求出电荷在电场中的位置势能。
总结词理解并掌握静电感应与静电屏蔽的概念及原理详细描述静电感应是指放在静电场中的导体由于静电感应而带电的现象。
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1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;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(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: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——电场强度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: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/m1N/C=1V/m(5)其他的电场强度公式1点电荷的场强公式:——Q场源电荷2匀强电场场强公式:——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、电场能的性质——电势1、电场能的基本性质:电荷在电场中移动,电场力要对电荷做功。
2、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。
电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。
(2)定义式:——带正负号计算(3)特点:1电势能具有相对性,相对零势能面而言,通常选大地或无穷远处为零势能面。
2电势能的变化量△Ep与零势能面的选择无关。
3、电势φ:(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。
(2)定义式:φ——单位:伏(V)——带正负号计算(3)特点:1电势具有相对性,相对参考点而言。
但电势之差与参考点的选择无关。
2电势是一个标量,但是它有正负,正负只表示该点电势比参考点电势高,还是低。
3电势的大小由电场本身决定,与Ep和q无关。
4电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。
(4)电势高低的判断方法1根据电场线判断:沿着电场线方向电势降低。
φA>φB2根据电势能判断:正电荷:电势能大,电势高;电势能小,电势低。
负电荷:电势能大,电势低;电势能小,电势高。
结论:只在电场力作用下,静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。
4、电势差UAB(1)定义:电场中两点间的电势之差。
也叫电压。
(2)定义式:UAB=φA-φB(3)特点:1电势差是标量,却有正负,只表示起点和终点的电势谁高谁低。
2单位:伏(V)4U=Ed匀强电场中两点间的电势差计算公式。
——电势差与电场强度之间的关系。
5、电场力做功WAB:(1)电场力做功的特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,即与初末位置的电势差有关。
(2)表达式:WAB=UABq—带正负号计算(适用于任何电场)WAB=Eqd—d沿电场方向的距离。
——匀强电场(3)电场力做功与电势能的关系WAB=-△Ep=EpA-EpB结论:电场力做正功,电势能减少电场力做负功,电势能增加6、等势面:(1)定义:电势相等的点构成的面。
(2)特点:1等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷,电场力不做功。
2等势面与电场线垂直3两等势面不相交4等势面的密集程度表示场强的大小:疏弱密强。
(3)判断非匀强电场线上两点间的电势差的大小:靠近场源(场强大)的两点间的电势差大于远离场源(场强小)相等距离两点间的电势差。
7、静电平衡状态:(1)定义:导体内不再有电荷定向移动的稳定状态(2)特点:1处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零。
2感应电荷在导体内任何位置产生的电场都等于外电场在该处场强大小相等,方向相反。
3处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体表面是个等势面。
4电荷只分布在导体的外表面,与导体表面的弯曲程度有关,越弯曲,电荷分布越多。
四、电容器及其应用:1、电容器充放电过程:(电源给电容器充电)充电过程S-A:电源的电能转化为电容器的电场能放电过程S-B:电容器的电场能转化为其他形式的能(2)定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间电压U的比值就叫做电容器的电容。
(3)定义式:——是定义式不是决定式——是电容的决定式(平行板电容器)(4)单位:法拉F,微法μF,皮法pF1pF=10-6μF=10-12F(5)特点:1电容器的电容C与Q和U无关,只由电容器本身决定。
2电容器的带电量Q是指一个极板带电量的绝对值。
3电容器始终与电源相连,则电容器的电压不变。
电容器充电完毕,再与电源断开,则电容器的带电量不变。
4在有关电容器问题的讨论中,经常要用到以下三个公式和3的结论联合使用进行判断五、应用——带电粒子在电场中的运动(平衡问题,加速问题,偏转问题)1、基本粒子不计重力,但不是不计质量,如质子(),电子,α粒子(),氕(),氘(),氚()带电微粒、带电油滴、带电小球一般情况下都要计算重力。
2、平衡问题:电场力与重力的平衡问题。
mg=Eq3、加速问题(1)由牛顿第二定律解释,带电粒子在电场中加速运动(不计重力),只受电场力Eq,粒子的加速度为a=Eq/m,若两板间距离为d,则(2)由动能定理解释,,可见加速的末速度与两板间的距离d无关,只与两板间的电压有关,但是粒子在电场中运动的时间不一样,d越大,飞行时间越长。
4、偏转问题——类平抛运动(由两极板间中点射入)在垂直电场线的方向:粒子做速度为v0匀速直线运动。
平行电场线的方向:粒子做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动。
带电粒子若不计重力,则在竖直方向粒子的加速度带电粒子做类平抛的水平距离,若能飞出电场水平距离为L,若不能飞出电场则水平距离为x带电粒子飞行的时间:t=x/v0=L/v0——1粒子要能飞出电场则:y≤d/2————2粒子在竖直方向做匀加速运动:—3粒子在竖直方向的分速度:———4粒子出电场的速度偏角:———5由12345可得:飞行时间:t=L/vO竖直分速度:侧向偏移量:偏向角:飞行时间:t=L/vO偏向角:侧向偏移量:y'=在这种情况下,一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同。
即不同粒子的侧移量,偏向角都相同,但它们飞越偏转电场的时间不同,此时间与加速电压、粒子电量、质量有关。
如果在上述例子中粒子的重力不能忽略时,只要将加速度a重新求出即可,具体计算过程相同。