静电场知识点归纳
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静电场知识点总结静电学是物理学的一个重要分支,研究带电物体在静止状态下产生的现象和规律。
在静电学中,静电场是一种通过电荷之间相互作用而形成的场,它对周围环境和物体产生影响。
下面就是一些静电场的重要知识点的总结。
1. 电荷与电场电荷是构成物质的基本粒子之一,有正电荷和负电荷之分。
静电场的存在是由电荷间相互作用而产生的。
电场则是电荷在周围建立起来的一种物理场,它表征了在一点处所加的单位电荷所受的力。
2. 电场的叠加原理电场遵循叠加原理,即对于多个电荷,它们所产生的电场可以叠加。
每个电荷都会在空间中形成一个电场,而多个电荷在同一点处所形成的电场可以通过矢量叠加求和。
3. 电场中的电势电势可以理解为单位正电荷在电场中所具有的能量。
它是描述电场强度的一种物理量,用于衡量电荷在电场中的能量变化。
电势可以通过使用电势差来度量,电势差等于单位正电荷从A点移动到B点所获得的能量差。
4. 高斯定律高斯定律是静电学中非常重要的一个定律,它描述了电场的分布和电荷之间的关系。
根据高斯定律,闭合曲面内的电通量等于所包围的电荷除以真空介电常数。
利用高斯定律可以简化复杂的电场计算问题,尤其适用于具有高度对称性的情况。
5. 电介质与极化电介质是在外电场作用下发生极化现象的物质。
当电介质置于电场中时,电介质内的正、负电荷会相对分离形成偶极子。
这些偶极子会产生额外的电场,进而改变原有电场的分布。
这种现象被称为电介质极化。
6. 静电场中的能量电场是一种能量场,电荷置于电场中会具有电势能。
电势能的大小与电荷的电势有关,可以通过电势能公式计算。
此外,静电场中的能量还与电场的能量密度有关。
电场的能量密度等于电场能量与体积的比值。
7. 静电场中的匀强电场匀强电场指的是在一定空间内电场强度大小和方向都保持恒定的电场。
在匀强电场中,电场线是平行的且线与线之间的距离相等。
电荷在匀强电场中受到的力的大小与电荷本身和电场强度有关,可以通过库仑定律求得。
第一章静电场1.1电荷·摩擦起电的原理:电子从一个物体上转移到了另一个物体上·自由电子的含义·离子的含义·金属导电的原理:正离子在自己的平衡位置上振动,自由电子在金属中穿梭(绝缘体不含自由电子)·静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷中的相互吸引和排斥,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号电荷,远离带电体的一侧带同号电荷******1.2**1.32.1*点电荷是一种理想化的物理模型;*当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.***验电器与静电计的结构与原理玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一根导体棒的下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出.如果把金属箔换成指针,并用金属做外壳,这样的验电器又叫静电计.注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的.不管是静电计的指针还是验电器的箔片,它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥的结果..3.1电场·概念:电场是存在于电荷周围的一种物质,静电荷产生的电场叫静电场.**电荷间的相互作用是通过电场实现的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.·电荷之间通过电场相互作用的规律:A 产生的场对 B 作用;B 产生的场对A 作用3.2电场强度·物理意义:表示电场的强弱和方向.·定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度.·定义式:E=F单位:N/C=V/mq***标矢性:电场强度是矢量,正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向3.3点电荷的电场电场强度的叠加·点电荷的电场 E =kQ(注意方向和正负电荷的不同情况)r 2·电场叠加:电场强度的叠加遵从平行四边形定则.·均匀带电球壳(体)外部的电场:E =kQ(r 是球心到该点的距离)r 23.4电场线·定义:为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,在电场中画出一系列的曲线,使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密表示电场强度的大小.·特点:(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处;(2)电场线在电场中不相交;(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大;(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向;(5)沿电场线方向电势逐渐降低;(6)电场线和等势面在相交处互相垂直.***几种典型电场的电场线3.5匀强电场·定义:电场中各个点电场强度的大小相等,方向相同·电场线的特点:电场线平行,电场线密度均匀(间隔相等的平行线)·举例:带等量异号电荷的一对平行金属板,两板间距很近,除边缘部分外,均为匀强电场4.1电场力做功的特点·在电场中移动电荷时,电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,电场力做功与重力做功相似.·在匀强电场中,电场力做的功W=Eqd,其中 d 为沿电场线方向的位移.4.2**4.3***4.4③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面越密的地方电场强度越大;反之越小.⑤任意两等势面不相交.****电势是描述电场本身的能的性质的物理量,由电场本身决定,而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能,由电荷与电场共同决定.5.1 电势差·电荷 q 在电场中 A 、B 两点间移动时,电场力所做的功 W AB 跟它的电荷量 q 的比值,叫做A 、B 间的电势差,也叫电压.公式:U AB =W AB .单位:伏(V). q·电势差与电势的关系:U AB =φA -φB ,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有 U AB =-U BA .·电势差 U AB 由电场中 A 、B 两点的位置决定,与移动的电荷 q 、电场力做的功 W AB 无关,与6.1 ·Ed ,7.1 7.2 7.3 7.4 8.1 充电:使电容器带电的过程,充8.2 8.3 平行板电容器的电容·平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介质的介电常数成正比,与两板间的距离成 反比.·决定式:C = εr S ,k 为静电力常量.4πkd Q ****C = 适用于任何电容器,但 C = εr S 仅适用于平行板电容器.U 4πkd8.4常用电容器9.1带电粒子的加速·带电粒子在电场中加速若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量.(1)在匀强电场中:W=qEd=qU=1m v2-1m v 0 2或F=qE=qU=ma.2 2 d(2)在非匀强电场中:W=qU=1m v2-1m v0 2.9.22.考(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.9.3示波管的原理。
静电场的性质与电场强度应用知识点总结在物理学中,静电场是一个非常重要的概念,它与我们的日常生活和许多现代技术都有着密切的联系。
理解静电场的性质以及电场强度的应用,对于深入学习电磁学以及解决实际问题都具有关键意义。
一、静电场的性质1、库仑定律库仑定律是描述两个静止点电荷之间相互作用力的规律。
其表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$F$ 是库仑力,$k$ 是库仑常量,$q_1$ 和$q_2$ 分别是两个点电荷的电荷量,$r$ 是它们之间的距离。
库仑定律表明,两个点电荷之间的库仑力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
2、电场的物质性静电场虽然看不见、摸不着,但它是一种客观存在的物质。
它具有能量和动量,能够对处于其中的电荷施加力的作用。
3、电场的叠加原理如果空间中有多个点电荷,那么空间中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
这就是电场的叠加原理。
4、静电场的高斯定理通过一个闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量除以介电常数。
高斯定理反映了静电场是有源场的性质。
5、静电场的环路定理静电场中场强沿任意闭合路径的线积分恒为零。
这表明静电场是保守场,静电力做功与路径无关,只与电荷的初末位置有关。
二、电场强度1、定义电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
放入电场中某点的电荷所受的电场力$F$ 与它的电荷量$q$ 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强,用$E$ 表示,即$E =\frac{F}{q}$。
电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
2、点电荷的场强点电荷$Q$ 产生的电场中,距离点电荷$r$ 处的场强大小为:$E = k\frac{Q}{r^2}$。
3、匀强电场电场强度大小和方向都相同的电场称为匀强电场。
在匀强电场中,电场线是平行且等间距的直线。
三、电场强度的应用1、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中受到电场力的作用,其运动情况取决于电场的性质和粒子的初速度。
静电场知识点总结静电场知识点总结如下:1.电场强度:描述电场中力的性质的物理量,表示单位电荷在电场中受到的力。
点电荷场强公式:E = kQ/r^2。
2.库仑定律:描述两个点电荷之间的相互作用力的规律,公式为F = kQ1Q2/r^2。
3.电势:描述电场能的性质的物理量,表示单位正电荷在电场中具有的势能。
等势面与电场线垂直,且从高电势指向低电势。
4.电势差:描述电场中两点之间电势的差值,等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。
公式为U = Ed。
5.电场力做功:电荷在电场中移动时,电场力对电荷做功,与移动距离和电势差有关,公式为W = qU。
6.电容:描述电容器容纳电荷本领的物理量,由电容器本身的结构决定。
公式为C = Q/U。
7.静电感应:将一个带电体靠近导体时,由于静电感应,导体靠近带电体的一端会出现异种电荷,远离的一端会出现同种电荷。
8.静电平衡状态:导体中的自由电荷受到电场力的作用,将重新分布,最终达到静电平衡状态。
此时导体内部无净电荷,导体表面是等势面。
9.静电屏蔽:将一个空腔导体置于外电场中,静电平衡时,空腔内感应电荷的电场与外电场在空腔内部相互抵消,从而使得空腔内部不受外部电场的影响。
10.高斯定理:通过闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内所包围的电荷的代数和除以真空电容率。
公式为∮E·ds = ∑q/ε0。
这些知识点涵盖了静电场的各个方面,包括电场强度、库仑定律、电势、电势差、电场力做功、电容、静电感应、静电平衡状态、静电屏蔽和高斯定理等。
通过理解和掌握这些知识点,可以对静电场有更深入的理解。
静电场知识点总结完整版静电学是物理学的一个重要分支,研究电荷及其在空间中的分布和相互作用。
静电场是一种在电荷存在的情况下所产生的场。
本文将对静电场的概念、性质和应用进行介绍和总结。
一、静电场的概念1、电荷电荷是物质的一个基本属性,是物质所具有的一种电性。
电荷有两种类型,分别为正电荷和负电荷。
同种电荷相互之间存在排斥力,异种电荷相互之间存在引力。
2、电场电场是电荷所产生的场,描述了电荷对空间中其它电荷的作用力。
可以通过电场线来表示电场的方向和强弱。
电场线的密度表示了电场的强度,电场线的方向表示了电场的方向。
3、电场强度在某点的电场强度是一个矢量,它的大小表示单位正电荷在该点所受的力的大小,方向与该力的方向相同。
电场强度的大小与电荷的大小及距离有关,符合库伦定律。
4、电场的叠加原理在多个电荷同时存在的情况下,各电荷所产生的电场会相互叠加,得到一个合成电场。
根据叠加原理,可以分别计算各个电荷单独产生的电场,再将它们相加得到整个电场。
二、静电场的性质1、电场的超强导体中不存在电场在超导体内部,电荷会在材料内部自由移动,从而抵消外部电场的作用,因此在超导体内部不存在电场。
2、电场内的能量电场中存储有能量,这种能量是由电磁作用力产生的。
电场内的能量密度与电场的强度有关,能量密度等于电场强度的平方与介电常数的乘积。
3、静电屏蔽效应在存在电场的情况下,对电场有屏蔽作用的物质称为静电屏蔽材料。
当电场通过屏蔽材料时,材料内部的电荷会重新分布,从而产生与外部电场相反的电场,使得外部电场减弱或消失。
4、电场中的静电力静电场中的电荷之间会相互作用,产生静电力。
根据库仑定律,两个电荷之间的静电力的大小与电荷的大小及它们之间的距离的平方成反比。
5、高斯定理高斯定理是一个用于计算闭合曲面内部电场的方法。
它指出,通过对电场的积分来计算闭合曲面内部的总电通量,从而能够得到曲面内部电场的大小。
三、静电场的应用1、静电除尘静电除尘是将含尘气体通过电场时,利用气体中尘埃带电的特性,将尘埃吸附到电极上,从而将气体中的尘埃除去的一种方法。
注电静电场知识点总结一、基本概念。
1. 电荷。
- 电荷是物质的一种属性,有正电荷和负电荷之分。
电荷的基本单位是库仑(C)。
- 电荷守恒定律:在一个孤立系统中,电荷的代数和保持不变。
2. 电场。
- 电场是电荷周围存在的一种特殊物质,它对放入其中的电荷有力的作用。
- 电场强度→E:- 定义:电场中某点的电场强度等于单位正电荷在该点所受的电场力,→E=(→F)/(q)(q为试探电荷,→F为试探电荷所受电场力)。
- 单位:牛/库(N/C)或伏/米(V/m),1N/C = 1V/m。
- 电场强度是矢量,其方向为正电荷在该点所受电场力的方向。
3. 电场线。
- 电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
- 电场线的特点:- 电场线起于正电荷(或无穷远),止于负电荷(或无穷远)。
- 电场线不相交。
- 电场线的疏密程度表示电场强度的大小,电场线越密的地方电场强度越大。
二、库仑定律。
1. 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,与它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
- 表达式:F = k(q_1q_2)/(r^2),其中k=(1)/(4πε_0),ε_0为真空介电常数,ε_0 = 8.85×10^-12C^2/(N· m^2),q_1、q_2为两个点电荷的电荷量,r为两点电荷间的距离。
三、电势与电势差。
1. 电势。
- 定义:电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到参考点(通常取无穷远处或大地)时电场力所做的功。
- 表达式:V=(W)/(q)(W为电场力做的功,q为电荷量)。
- 单位:伏特(V)。
- 电势是标量,但有正负之分,正电荷周围电势为正,负电荷周围电势为负。
2. 电势差。
- 定义:电场中两点间电势的差值,U_AB=V_A - V_B=frac{W_AB}{q}(W_AB为电荷从A点移动到B点电场力做的功)。
- 电势差也叫电压,单位为伏特(V)。
高一物理必修三知识点归纳一、静电场。
1. 电荷及其守恒定律。
- 电荷:自然界存在两种电荷,正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
- 电荷量:电荷的多少叫电荷量,单位是库仑(C)。
- 元电荷:最小的电荷量,e = 1.60×10^-19C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
- 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。
2. 库仑定律。
- 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。
- 表达式:F = k(Q_1Q_2)/(r^2),其中k = 9.0×10^9N· m^2/C^2,Q_1、Q_2为两点电荷的电荷量,r为两点电荷间的距离。
3. 电场强度。
- 定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,E=(F)/(q),单位是N/C或V/m。
- 电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
- 点电荷的电场强度:E = k(Q)/(r^2),其中Q为场源电荷的电荷量。
4. 电场线。
- 电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线,电场线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致,电场线的疏密表示电场强度的大小。
- 几种典型电场的电场线分布:- 正点电荷的电场线是从正电荷出发,终止于无穷远处;负点电荷的电场线是从无穷远处出发,终止于负电荷。
- 等量同种电荷连线中点电场强度为零,等量异种电荷连线中点电场强度不为零。
5. 电势能和电势。
- 电势能:电荷在电场中具有的势能,E_p = qφ,其大小与零势能点的选取有关。
电场力做功与电势能变化的关系为W_AB=E_pA-E_pB。
- 电势:电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功,φ=(E_p)/(q),电势是标量,其大小与零电势点的选取有关。
一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场,它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。
2. 静电场的性质:静电场是保守场,即电荷在静电场中移动时,其电势能的变化量与路径无关,只与初末位置有关。
3. 静电场的强度:静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度,用符号E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量,它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。
2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量,它的单位是伏特(V)。
3. 电场强度与电势的关系:电场强度E等于电势V在空间中的梯度,即E=dV/dr。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律,它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。
2. 高斯定律的数学表达式:∮E·dA=Q/ε0,其中∮表示对闭合曲面进行积分,E是电场强度,dA是闭合曲面上的微小面积元,Q是闭合曲面内部的总电荷量,ε0是真空中的电常数。
四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量,它的单位是法拉(F)。
2. 电容器的储能公式:W=1/2CV^2,其中W是电容器储存的能量,C是电容,V是电容器两端的电压。
3. 电容器的串联和并联:电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容,串联时总电容减小,并联时总电容增大。
五、电场线与电势线1. 电场线:电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线,它的切线方向即为电场强度的方向。
2. 电势线:电势线是用来形象地表示电势分布的曲线,它的切线方向即为电势梯度的方向。
3. 电场线与电势线的关系:电场线总是从正电荷出发,指向负电荷,而电势线则从高电势区域指向低电势区域。
六、导体与绝缘体1. 导体:导体是电荷容易通过的物质,如金属、石墨等。
2. 绝缘体:绝缘体是电荷不容易通过的物质,如橡胶、玻璃等。
3. 静电平衡:当导体处于静电平衡状态时,导体内部的电场强度为零,导体表面上的电荷分布均匀。
静电场知识点归纳一、电荷及电荷守恒定律1、电荷自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2、元电荷电荷量 e = 160×10⁻¹⁹ C 称为元电荷。
所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
3、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。
二、库仑定律1、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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、表达式\(F = k\frac{q₁q₂}{r²}\),其中\(k = 90×10⁹N·m²/C²\),称为静电力常量。
3、适用条件(1)真空中;(2)点电荷。
三、电场强度1、定义放入电场中某点的电荷所受的电场力\(F\)跟它的电荷量\(q\)的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
用\(E\)表示,即\(E =\frac{F}{q}\)。
2、单位牛/库(N/C)3、方向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方向。
4、电场强度的叠加电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
四、电场线1、定义为了形象地描述电场而引入的假想的曲线。
2、特点(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷;(2)电场线在电场中不相交;(3)电场线的疏密表示电场的强弱,电场线越密的地方电场强度越大。
3、常见的电场线分布(1)正点电荷的电场线呈发散状;(2)负点电荷的电场线呈聚拢状;(3)等量同种电荷的电场线分布;(4)等量异种电荷的电场线分布。
五、匀强电场1、定义电场强度的大小和方向处处相同的电场。
2、特点(1)电场线是间隔相等的平行直线;(2)场强处处相等。
第一章静电场知识点概括一电场力的性质1. 库伦定律: (1)公式:(2)适用条件:真空中的电荷2. 电场强度用比值定义法定义电场强度E,与试探电荷无关;适用于一切电场适用于点电荷适用于匀强电场3. 电场线(1)意义:形象直观地描述电场的一种工具(2)定义:如果在电场中画出一些直线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向致,这样的曲线叫做电场线。
注意!1)电场线不是真实存在的曲线2)静电场的电场线从正电荷出发,终止于负电荷。
(或从正电荷出发终止于无穷远,或者来自无穷远终止于负电荷)3)电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向相同。
4)电场线的疏密程度表示场强的大小,场强为零的区域,不存在电场线5)任何两条电场线都不会相交6)任何一条电场线都不会闭合7)沿着电场线的方向电势是降低的典例 1 如图,N和P 是以M,N为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠ MOD=6°0 ,电荷量相等但符号相反的两个点电荷分别置于M,N 两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P 点,则O点的场强大小变为E2;E1 与E2之比为()A . 1:2 B. 2:1 C.2: 3 D.4: 3方法总结:求该类问题时首先根据点电荷场强公式得出每一个点电荷产生的场强的大小和方向,再依据平行四边形定则进行合成。
答案: B 二 电场的能的性质1. 电势能 E P 电势Φ 电势差 U电场力做功与路径无关,故引入电势能, W AB =E PA - E PB2) 电场力做功和电势差的关系: 沿着电场线方向电势降低,或电势降低最快的方向就是电场强度的方向2. 电场力做功定 义 : 电荷 q 在电场中由一点 A 移动到另一点 B 时,电场力 所 做 的 功W AB 简称电功。
公式: 注意!1) 电场力做功与路径无关,由 q,U AB 决定。
2) 电功是标量,电场力可是做正功,可做负功,两点间的电势差也可正可负。
一. 教学内容:期中综合复习及模拟试题静电场的复习、恒定电流部分内容(电源电流、电动势、欧姆定律、串并联电路)二. 重点、难点解析:静电场的概念理解及综合分析恒定电流的电流,欧姆定律和串并联电路三. 知识内容:静电场知识要点1. 电荷、电荷守恒定律2. 元电荷:e=1.60×10-19C3. 库仑定律:4. 电场及电场强度定义式:E=F/q ,其单位是N/C5. 点电荷的场强:6. 电场线的特点:①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。
②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强)。
③静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远,它不封闭,也不在无电荷处中断。
④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)7. 静电力做功的特点:在任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与始末两点的位置有关,而与电荷的运动路径无关。
8. 电场力做功与电势能变化的关系:电荷从电场中的A点移到B 点的过程中,静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式9. 电势能:电荷在电场中某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。
通常把大地或无穷远处的电势能规定为零。
10. 电势11. 电势差。
电势差有正负12. 等势面:电场中电势相等的各点构成的面叫等势面。
等势面的特点:①在同一等势面上各点电势相等,所以在同一等势面上移动电荷,电场力不做功。
②电场线跟等势面一定垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
③等势面越密,电场强度越大④等势面不相交,不相切13. 匀强电场中电势差与电场强度的关系:14. 电容:定义公式。
注意C跟Q、U无关,。
15. 带电粒子的加速(1)运动状态分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直线上,做匀加(减)速直线运动。
(2)用功能观点分析:粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功(电场可以是匀强电场或非匀强电场)。
若粒子的初速度为零,则:;若粒子的初速度不为零则:16. 带电粒子的偏转(1)运动状态分析:带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动。
(2)粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动,运动的合成和分解的知识的分析处理,沿初速度方向为匀速直线运动,运动时间沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动,加速度离开电场时的偏移量离开电场时的偏转角恒定电流部分知识要点:①电源:电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
②导线中的电场:当导线内的电场达到动态平衡状态时,导线内的电场线保持与导线平行。
③电流定义式:④电动势定义:在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值,叫电源的电动势,用E表示。
定义式为:E = W/q 注意:<1> 电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
<2> 电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
<3> 电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
⑤部分电路欧姆定律定义式R =U/I⑥导体的伏安特性曲线:常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,而画出的I—U图象。
⑦电路的连接,串联电路与并联电路的特点⑧电表改装和扩程:主要根据“当流过电流计的电流达到满偏电流时改装或扩程后的电表也达到了它的量程值”这一点进行计算。
【典型例题】静电场部分[例1] 图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q,求该三角形中心O点处的场强大小和方向。
解析:每个点电荷在O点处的场强大小都是由图可得O点处的合场强为,方向由O指向C。
[例2] 如图所示,将一个电荷量为q = +3×10-10C的点电荷从电场中的A点移到B点的过程中,克服电场力做功6×10-9J。
已知A点的电势为A= -4V,求B点的电势和电荷在B点的电势能。
解析:先由W=qU,得AB间的电压为20V,再由已知分析:向右移动正电荷做负功,说明电场力向左,因此电场线方向向左,得出B点电势高。
因此B=16V。
电荷在B点的电势能J[例3] 如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。
下列说法中正确的是()A. 三个等势面中,等势面a的电势最高B. 带电质点一定是从P点向Q点运动C. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小D. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小解析:先画出电场线,再根据速度、合力和轨迹的关系,可以判定:质点在各点受的电场力方向是斜向右下方。
由于是正电荷,所以电场线方向向右下方。
答案仅有D[例4] 如图所示,在平行板电容器正中有一个带电微粒。
K闭合时,该微粒恰好能保持静止。
在①保持K闭合;②充电后将K断开;两种情况下,各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板?A. 上移上极板MB. 上移下极板NC. 左移上极板MD. 把下极板N接地解析:电容器和电源连接,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料,都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化。
这里一定要分清两种常见的变化:(1)电键K保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),这种情况下带电量而(2)充电后断开K,保持电容器带电量Q恒定,这种情况下所以,由上面的分析可知①选B,②选C。
[例5] 计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。
电容的计算公式是,其中常量ε=9.0×10-12F m-1,S表示两金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离。
当某一键被按下时,d发生改变,引起电容器的电容发生改变,从而给电子线路发出相应的信号。
已知两金属片的正对面积为50mm2,键未被按下时,两金属片间的距离为0.60mm。
只要电容变化达0.25pF,电子线路就能发出相应的信号。
那么为使按键得到反应,至少需要按下多大距离?解析:先求得未按下时的电容C1=0.75pF,再由得和C2=1.00pF,得Δd=0.15mm。
[例6] 如图,E发射的电子初速度为零,两电源的电压分别为45V、30V,A、B两板上有小孔O a、O b,则电子经过O a、O b孔以及到达C 板时的动能分别是:E KA= ,E KB= ,E KC= 。
解析:由图示可知:A、B板带正电,且电势相等,电子在E、A 之间被电场加速,由动能定理可得:-eU EA=E KA-0,而U EA=-45V,所以E KA=45eV电子在A、B之间作匀速直线运动,所以E KB=E KA=45eV电子在B、C之间作减速运动,由动能定理可得:-eU BC=E KC-E KB而U BC=30V 所以E KC=E KB-eU BC=15eV答案:45eV、45eV、15eV[例7] 如图,真空中有一匀强电场,方向沿Ox正方向,若质量为m、电荷量为q的带电微粒从O点以初速v0沿Oy方向进入电场,经Δt 时间到达A点,此时速度大小也是v0,方向沿Ox轴正方向,如图所示。
求:1. 从O点到A点的时间Δt。
2. 该匀强电场的场强E及OA连线与Ox轴的夹角θ。
3. 若设O点电势为零,则A点电势多大。
解析:分析带电微粒的运动特征,ox方向上,在电场作用下作匀加速运动;oy方向上,在重力作用下,作a y=g的匀减速运动,到A 点时,速度为0。
(1)在oy方向上,有0-V0=-g得=(2)在ox方向有v0=a x将=代入得a x=gEq=ma x将a x=g 代入得E=所以图中x=y=所以x=y,故场强OA与Ox轴的夹角为45°(3)从O到A利用动能定律-mgY+qU OA=①v A= v0 ②由①、②U OA=③由U OA=0- A ④=0 ⑤恒定电流部分[例8] 某电解质溶液,如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子沿相反方向通过其横截面,那么通过电解质溶液的电流强度是多大?解析:设在t=1 s内,通过某横截面的二价正离子数为n1,一价离子数为n2,元电荷的电荷量为e,则t时间内通过该横截面的电荷量为q=(2n1+n2)e电流强度为I===×1.6×10-19A=3.2 A[例9] 试研究长度为l、横截面积为S,单位体积自由电子数为n的均匀导体中电流的流动,在导体两端加上电压U,于是导体中有匀强电场产生,在导体内移动的自由电子(-e)受匀强电场作用而加速,而和做热运动的阳离子碰撞而减速,这样边反复进行边向前移动,可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度v成正比,其大小可以表示成kv(k是常数)。
(1)电场力和碰撞的阻力相平衡时,导体中电子的速率v成为一定值,这时v为()A. B. C. D.(2)设自由电子在导体中以一定速率v运动时,该导体中所流过的电流是_________。
(3)该导体电阻的大小为_________(用k、l、n、s、e表示)。
解析:据题意可得kv=eE,其中E=,因此v=,据电流微观表达式I=neSv,可得I=,再由欧姆定律可知R=。
[例10]] 若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时,导体中的电流减小了0.4 A,如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?解析:对欧姆定律理解的角度不同,求解的方法也不相同,本题可以有三种解法:解答一:依题意和欧姆定律得:,所以I0=1.0 A 又因为,所以 A解答二:由得 A又,所以 A[例11] 有一只满偏电流,内阻的电流表G。
若把它改装成量程为10V的电压表,应______联一个______的分压电阻。
该电压表的内阻为______;若把他改装成量程为3A的电流表,应______联一个____的分流电阻,该电流表的内阻为_____。
解析:改装成电压表时应串联一个分压电阻。
由欧姆定律得:,分压电阻:,该电压表内阻:。
改装成电流表时应并联一个分流电阻,由并联电路两端电压相等得:,分流电阻:。
该电流表内阻:。
【模拟试题】一. 选择题1. 如图l所示,空心导体上方有一靠近的带正电的带电体,当一个重力不计的正电荷以速度v0水平飞入空心导体内时,电荷将做()图1A. 向上偏转的类似平抛运动B. 向下偏转的类似平抛运动C. 匀速直线运动D. 变速直线运动2. 如图2中A、B都是装在绝缘柄上的导体,A带正电后靠近B发生静电感应,若取地球电势为零,则()图2A. 导体B上任意一点电势都为零B. 导体B上任意一点电势都为正C. 导体B上任意一点电势都为负D. 导体B上右边电势为正,左边电势为负3. 如图3所示,平行板电容器电容为C,带电量为Q,板间距离为d,今在两板正中央d/2处放一电荷q,则它受到的电场力大小为()图3A. B. C. D.4. 如图4所示,一个正检验电荷q在正点电荷Q的电场中,沿着某一条电场线向右运动,已知它经过M点的加速度是经过N点时加速度的2倍,则()图4A. 它经过M点时的速度是经过N点时的2倍B. 它经过N点时的速度是经过M点时的速度的倍C. MQ之间的距离是NQ之间距离的l/2D. NQ之间的距离是MQ之间距离的倍5. 如图5质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于O点,并处在水平向左的匀强电场E 中,小球静止时丝线与竖直方向夹角为θ,若剪断丝线,则小球的加速度的大小为()图5A. 0B. g,方向竖直向下C. gtanθ,水平向右D. g/cosθ,沿绳向下6. 如图6,A、B两个带异种电荷的小球,分别被两根绝缘细绳系在木盒内的一竖直线上。