高中物理静电场知识点总结-高考必备
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高二物理静电场知识点总结一、电荷与电场电荷是物质的一种固有属性,有正电荷和负电荷两种,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电场是由电荷所产生的物理场,具有方向和大小,可以影响周围空间中的其他电荷。
二、库仑定律库仑定律用于描述电荷之间的相互作用力,公式为F=k(q1*q2/r^2),其中F为电荷之间的作用力,k为电磁力常量,q1和q2分别为两个电荷的电量,r为它们之间的距离。
根据库仑定律可知,两个电荷之间的作用力与电量的大小呈正比,与距离的平方呈反比。
三、静电场强度静电场强度E的定义是电场力对单位正电荷所施加的力,即E=F/q,其中F为电场对电荷的作用力,q为单位正电荷的电量。
四、静电势能静电势能U是把单位正电荷从无穷远处移动到静电场中某点所需的功,公式为U=qV,其中V为该点的电势。
五、电场线与电势面电场线是用于表示电场方向和强度的曲线,其方向指向电荷所带电荷的运动方向。
电势面是指在同一电势值处的连续点构成的面。
六、电场强度与电势的关系在静电场中,电场强度与电势的关系可以通过公式E=-∇V表示,其中E为电场强度,V为电势。
七、高斯定理高斯定理是静电学的重要定理,用于计算电场与电荷之间的关系。
高斯定理表明,通过闭合曲面的电通量与该曲面内电荷的代数和成正比。
数学表达式为∮EdA=Q/ε0,其中∮E为电场在闭合曲面上的积分,dA为曲面上某一点的面积微元,Q为曲面内的电荷,ε0为真空介质的电容率。
八、静电平衡静电平衡是指电荷分布在物体表面,不再发生移动和积累。
当物体处于静电平衡时,其表面的电场强度为零。
九、静电屏蔽静电屏蔽是指通过导体将电荷转移或消除的过程。
当导体靠近带电体时,导体内部产生的感应电荷会抵消外部电荷的作用,从而减弱或消除静电效应。
十、静电感应静电感应是指带电体的靠近会在不接触的情况下使另一物体带电。
当带电体靠近一个导体时,导体内部的电荷重新分布,导致导体表面产生电荷。
总结:静电场是物理学中重要的概念之一,涉及电荷、电场和电势等多个知识点。
物理高中静电场知识点笔记作为知识分子,不应该也不会排斥团队协作和团队精神,但他在团队里,是有一个“独立之人格,自由之思想”的人。
下面小编给大家分享一些物理高中静电场知识点笔记,希望能够帮助大家,欢迎阅读!物理高中静电场知识点1考点1:电荷、电荷守恒定律自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷。
例如:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
1.元电荷:电荷量e=1.60×10-19C的电荷,叫元电荷。
说明任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。
2.电荷守恒定律:电荷既不能被创造,又不能被消灭,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,电荷的总量保持不变。
3.两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。
考点2:库仑定律1.内容:在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在他们的连线上。
2.公式3.适用条件:真空中的点电荷。
4.点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状对相互作用力的影响可忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。
物理高中静电场知识点2电场强度1.电场(1)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。
(2)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 单位:N/C或V/m。
⑶ 电场强度的三种表达方式的比较⑷方向:规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向,或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。
⑸叠加性:多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种关系叫做电场强度的叠加,电场强度的叠加尊从平行四边形定则。
电场线、匀强电场1.电场线:为了形象直观描述电场的强弱和方向,在电场中画出一系列的曲线,曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向,曲线的疏密程度表示场强的大小。
物理静电场知识点总结
电势差与电场力的功:电势差等于电场中两点电势的差值,单位是伏特(V)。
电场力做功的特点是只与始末位置有关,与路径无关。
电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小;电场力对电荷做负功,电荷的电势能增大。
电势能是相对的,与零电势能面有关,通常是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。
电场强度与电势的关系:电场强度与电势都是描述电场性质的物理量,但二者没有直接的关系。
电场强度为零的地方,电势不一定为零;电势为零的地方,电场强度也不一定为零。
电场强度越大的地方,电势不一定高;电场强度越小的地方,电势不一定低。
库仑定律:描述静止点电荷之间的相互作用力,其大小与两电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
这个定律是静电场的基本定律之一。
电场线与等势面:电场线是用来表示电场强度和方向的假想曲线,它的疏密程度表示电场的强弱。
等势面则是电场中电势相等的各点的集合,它是一个曲面。
电场线与等势面垂直,且从高电势指向低电势。
电容器的电容:电容器是储存电荷和电能的元件,其电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量。
电容的大小与两极板间的距离、正对面积以及电解质的介电常数有关。
静电场的应用与危害:静电场在实际生活中有广泛的应用,如静电除尘、静电喷涂、静电印刷等。
同时,静电场也可能带来危害,如静电放电可能损坏电子元件和设备。
以上就是物理静电场的主要知识点,掌握这些知识点对于理解静电场的基本性质和应用具有重要意义。
静电场第一讲 电场力的性质一、电荷及电荷守恒定律1、自然界中只存在两种电荷,一种是正电,例如用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;另一种带负电,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电。
2、电荷间存在着相互作用的引力或斥力(同性相吸,异性相斥)。
3、电荷在它的周围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
元电荷e=1.6×10-19C,所有带电体的电荷量都等于e的整数倍。
点电荷4、使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种:(1)摩擦起电;(2)接触带电;(3)感应起电。
5、电荷既不能创造,也不能消灭,它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,电荷的总量不变。
这叫做电荷守恒定律。
【重点理解】(1)摩擦起电;(2)接触带电;(3)感应起电当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体带正电,这就是摩擦起电.当一个带电体靠近导体,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号电荷,远离带电体的一端带同号电荷,这就是感应起电,也叫静电感应.接触起电指让不带电的物体接触带电的物体,则不带电的物体也带上了与带电物体相同的电荷,如把带负电的橡胶棒与不带电的验电器金属球接触,验电器就带上了负电,且金属箔片会张开;带正电的物体接触不带电的物体,则是不带电物体上的电子在库仑力的作用下转移到带正电的物体上,使原来不带电的物体由于失去电子而带正电。
实质:电子的得失或转移二、库仑定律1、内容:在真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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、公式:,F叫库仑力或静电力,也叫电场力,F可以是引力,也可以是斥力,K叫静电力常量,公式中各量均取国际单位制单位时,K=9.0×109 N·m2/C23、适用条件:(1)真空中;(2)点电荷。
高中物理第十章静电场中的能量知识点总结全面整理单选题1、如图所示,在x轴上相距为L的两点固定有等量同种正电荷M、N,虚线是中心在MN的中点、边长也为L 的正方形,a、b、c、d是正方形的四个顶点,且b、d两点在x轴上。
下列说法正确的是()A.将一电子从a点由静止释放,电子可能沿ad直线运动到d点B.将一电子从a点垂直正方形所在平面以某一速度释放,电子可能做匀速圆周运动C.将一电子从a点沿直线ac移至c点过程,电子电势能先增大后减小D.将一电子从a点沿折线abc移至c点过程,静电力先做正功后做负功答案:BA.根据等量同种正电荷的电场线分布特点可知,电子从a点由静止释放时,先受到竖直向下的电场力做加速直线运动,过中心点后,受竖直向上的电场力做减速直线运动,由运动的对称性可知,电子将沿a、c连线在a、c间做往复运动,A错误;B.电子从a点垂直正方形所在平面以某一速度v释放时,受到垂直速度方向且指向MN中点的电场力Ee,若满足Ee=m v2 r该电子将做匀速圆周运动,B正确;C.沿直线ac从a至c,电势先升高后降低,电子从a点沿直线ac移至c点过程,电子电势能先减小后增大,C错误;D.将一电子从a点沿折线abc移至c点过程,静电力先做正功再做负功,再做正功最后做负功,D错误。
故选B。
2、如图所示,a、b两点位于以正点电荷+Q(Q>0)为球心的球面上,c点在球面外,则()A.a点场强的大小比b点大B.b点场强的大小比c点小C.a点电势比c点高D.b点电势比c点低答案:Ca、b在以正点电荷为球心的同一球面上,即在同一等势面上,故a点电势和b点电势相等,根据沿电场线方向电势降低可得a、b点电势都比c点高;根据点电荷电场强度的计算公式E=k Q r2可知,a点场强的大小和b点强度大小相等,b点场强的大小比c点大,故C正确,ABD错误。
故选C。
3、如图所示,一带正电的粒子以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中,沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点。
高中物理静电场知识点引言:静电场是物理学中的一个重要概念,它涉及电荷的性质和相互作用。
在高中物理课程中,学生将学习有关静电场的基本知识,包括电荷的性质、库仑定律、电场强度、电势能等。
本文将介绍静电场的一些基本概念和相关知识。
静电荷和电荷性质:静电场是由静电荷引起的,因此我们首先应了解静电荷的性质。
静电荷有两种类型,分别是正电荷和负电荷。
它们是物质中基础粒子的属性,正电荷对应着缺少电子的物质,负电荷则相反。
静电场中电荷的相互作用:静电荷之间的相互作用可以通过库仑定律来描述。
库仑定律指出,两个带电体之间的作用力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
这意味着如果一个带正电的体和一个带负电的体之间的距离变得更近,它们之间的作用力将增加。
如果它们之间的距离变得更远,作用力将减小。
电场强度和电场线:电场强度用来描述电场的强度大小和方向。
它定义为单位正电荷在电场中受到的力。
电场强度的单位是牛顿/库仑。
电场线是我们表示电场的一种方法,它是从正电荷指向负电荷的有方向的线。
电场线的密度表示电场的强弱,密集的电场线表示强电场,稀疏的电场线表示弱电场。
电势能和电势差:在静电场中,电势能定义为正电荷由一个点移动到另一个点时所具有的能量。
电势差是指在电场中,单位正电荷由一个位置移动到另一个位置时所变化的电势能。
电势差的单位是伏特,可以用来表示电势差的大小和正负。
静电场中的应用:静电场是我们日常生活中许多应用的基础。
例如,电灯的工作原理就是利用了静电场。
电荷从一个点流向另一个点产生电流,从而使灯泡发光。
此外,许多电子设备,如计算机和手机屏幕,也使用了静电场的原理。
总结:静电场是高中物理中的重要知识点。
通过了解静电荷的性质和相互作用,我们可以理解电场强度、电势能和电势差的概念。
此外,静电场还有许多实际应用。
掌握这些知识将有助于我们更好地理解物理学中的其他概念和现象,并应用于日常生活中。
结束语:希望本文对静电场的基本知识点进行了简要介绍。
静电场第一讲电场力的性质一、电荷及电荷守恒定律1、 自然界中只存在两种电荷,一种是正电,比如用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;另一种带负电,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电。
2、 电荷间存在着相互作用的引力或斥力(同性相吸,异性相斥)。
3、 电荷在它的四周空间形成电场,电荷间的相互作使劲就是经过电场发生的。
电荷的多少叫 电量 。
- 194、 使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种:(1) 摩擦起电; (2) 接触带电; (3) 感觉起电。
5、 电荷既不可以创建,也不可以消灭,它只好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,电荷的总量不变。
这叫做电荷守恒定律 。
【要点理解】(1)摩擦起电; (2)接触带电; (3)感觉起电当两个物体相互摩擦时,一些约束得不紧的电子常常从一个物体转移到另一个物体,于是本来电中性的物体因为获得电子而带负电 ,失掉电子的物体带正电,这就是 摩擦起电 .当一个带电体凑近导体 ,因为电荷间相互吸引或排挤 ,导体中的自由电荷便会趋势或远离带电体 ,使导体凑近带电体的一端带异号电荷 ,远离带电体的一端带同号电荷,这就是 感觉起电 ,也叫静电感觉 .接触起电 指让不带电的物体接触带电的物体,则不带电的物体也带上了与带电物体同样的电荷,如把带负电的橡胶棒与不带 电的验电器金属球接触,验电器就带上了负电,且金属箔片会张开;带正电的物体接触不带电的物体,则是不带电物体上的电子 在库仑力的作用下转移到带正电的物体上,使本来不带电的物体因为失掉电子而带正电。
实质:电子的得失或转移二、库仑定律1、内容:在真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作使劲的方向在它们的连线上。
2、公式: F kQ 1 Q 2,F叫库仑力或静电力,也叫电场力,F能够是引力,也能够是斥力,K叫静电r 2力常量,公式中各量均取国际单位制单位时,K=×10 922N · m/C3、合用条件: (1)真空中; (2)点电荷。
高中物理选修静电场知识点与常用结论归纳一、电荷及电荷守恒定律1. 元电荷、点电荷(1) 元电荷:e=1.6 ×10 -19 C ,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
(2) 点电荷: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。
2. 静电场(1) 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。
(2) 基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
3. 电荷守恒定律(1) 内容: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) 起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3) 带电实质:物体带电的实质是得失电子。
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:,式中k=9.0 ×10 9N ·m 2/C2,叫静电力常量。
3. 适用条件:真空中的点电荷。
三、电场强度、点电荷的场强1. 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。
2. 定义式:3. 点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度:4. 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。
5. 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,遵从平行四边形定则。
四、电场线1. 定义:为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致,曲线的疏密表示电场的强弱。
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电场线不相交,也不相切,更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹.③同一幅图中,场强大的地方电场线较密,场强小的地方电场线较疏.五、匀强电场电场中各点场强大小处处相等,方向相同,匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线.六、电势能、电势1. 电势能(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。
()不变无关,与E d S kQ d kdS Q Cd Q d U E εππε44====qEF =静电场1.元电荷c e 19-106.1⨯=2.同一直线上三个自由点电荷仅在彼此库伦力的作用下的平衡问题两同夹一异、两大夹一小、近小远大、313221q q q q q q =+3.电场强度定义式适用任何情况:E =F q . 决定式适用真空中点电荷: 适用于匀强电场:4.电场力适用任何情况 适用真空中点电荷F =k Q 1Q 2r 2 ①公式法:电势能 (q 要考虑正负)②做功法:电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加判断电势的方法1 沿着电场线的方向,电势逐渐降低方法2 离正电荷越近电势越高,离负电荷越近电势越低6.电势差的计算公式:U AB =φA -φB ,U BA =φB -φA ,U AB =-U BA①任何情况都适用:W AB =qU AB=q (φA -φB)=q φA -q φB=E PA E PB②匀强电场才适用:W =qEd ,其中d 为沿电场方向的距离③动能定理:W 合外力力+W 电场力=ΔE k .8、电容定义式 C =Q U 决定式 C =εS 4πkd充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开 不变量 UQ d 变大 C 变小Q 变小E 变小C 变小U 变大E 不变 S 变大 C 变大Q 变大E 不变C 变大U 变小E 变小 εr 变大C 变大Q 变大E 不变 C 变大U 变小E 变小 求E 的方法电池两极相连 E =电池两极断开 ①插入云母片、玻璃等绝缘体,介电常数增大,电容增大②插入金属片,d 变小,电容增大9、示波器mdq m q 2U E =02y X at mdv qU v ==电子在做类平抛运动加速电场: qU 0 = mv 0 2 0 v 0 = ; 变形:2qU 1=mv 02 偏转电场 匀速方向x=v 0t加速方向加速度:a =F m = 离开电场时的偏移量为(与q 、m 无关); 离开电场时加速方向上速度 122020y2X tan dU X U mdv qU v v ===θ(与q 、m 无关)。
版高中物理必修二静电场及其应用知识点总结归纳静电场及其应用是高中物理必修二中的重要内容,理解和掌握这部分知识点对于学生的物理学习和科学研究具有重要意义。
下面将对静电场及其应用的知识点进行总结归纳。
1.静电现象:物体由于分子内部的不平衡电荷而产生的电性现象,主要有充电、放电、电感应等。
其中充电包括摩擦充电、接触充电和感应充电。
2.质点带电:质点带电是指一个物体带有静电。
电量以元素e(即电子电荷)为单位,通常用e或e-表示。
3.带电体与电场:带电体产生电场,电场是由带电体周围的空间中带点电荷所产生的。
电场是一个向量,具有大小和方向。
对于点电荷来说,电场的强度与距离的平方成反比。
4.电场的力作用:点电荷受到电场力的作用,该力的大小与点电荷的电量和电场强度成正比,与两者的正负关系有关。
电场力是一个矢量,方向与电场强度方向一致。
5.超导体中的电场:在超导体内部,电荷总是位于超导体表面。
当超导体带有净电荷时,电场存在于超导体表面。
6.高分辨电子显微镜:高分辨电子显微镜利用电子束的散射和形成显微图像,在纳米尺度上对物体进行观察和研究。
7.静电感应:当一个导体靠近带电体时,它的一部分自由电子将被靠近的带电体排斥到导体的另一端,导体两端产生电荷,这种现象称为静电感应。
8.高斯定律:高斯定律是用于计算电场的一种方法。
它表明,以一个面为界的闭合曲面上,通过该面的电场通量与该闭合曲面所围体积内的电荷量成正比。
9.静电能:静电能是指由静电场所带来的能量,主要表现为带电体之间的相互作用能。
10.电势能和势差:电势能是指电荷由一个位置移动到另一个位置时,由于其所处位置的不同而具有的能量。
势能的改变量称为势差,也称为电势差。
11.电容:电容是指导体中存储电荷的能力。
电容的大小与导体的几何形状,导体之间的距离和导体的介电常数有关。
12.平行板电容器:平行板电容器是由两个平行的金属导板和之间的绝缘层组成。
其电容与导板的面积、导板之间的距离和绝缘层的介电常数有关。
静电场知识点总结-高考必备
一、点电荷和库仑定律 1.如何理解电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷? (1)电荷量是物体带电的多少,电荷量只能是元电荷的整数倍. (2)元电荷不是电子,也不是质子,而是最小的电荷量,电子和质子带有最小的电荷量,即e=1.6×10-19 C. (3)点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”,是一种理想化的模型,对其带电荷量无限制. (4)试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响,且要求在其占据的空间内场强“相同”,故其应为带电荷量“足够小”的点电荷. 2.库仑定律的理解和应用 (1)适用条件 ①在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式. ②当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷. (2)库仑力的方向 由相互作用的两个带电体决定,且同种电荷相互排斥,为斥力;异种电荷相互吸引,为引力. 二、库仑力作用下的平衡问题 1.分析库仑力作用下的平衡问题的思路 分析带电体平衡问题的方法与力学中分析物体平衡的方法是一样的,学会把电学问题力学化.分析方法是: (1)确定研究对象.如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”,一般是先整体后隔离. (2)对研究对象进行受力分析. 有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力,而尘埃、液滴等一般需考虑重力. (3)列平衡方程(F合=0或Fx=0,Fy=0)或用平衡条件推论分析. 2.三个自由点电荷的平衡问题 (1)条件:两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零,或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反. (2)规律:“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上; “两同夹异”——正负电荷相互间隔; “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小; “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷. 三、场强的三个表达式的比较及场强的叠加 1.场强的三个表达式的比较 定义式 决定式 关系式 表达式 E=F/q E=kQ/r2 E=U/d 适用范围 任何电场 真空中的点电荷 匀强电场
说明 E的大小及方向与检验电荷的电荷量及存在与否无关. Q:场源电荷的电荷量. r:研究点到场源电荷的距离,用于均匀带电球体(或球壳)时,r是球心到研究点的距离,Q是整个球体的带电荷量. U:电场中两点的电势差. d:两点沿电场方向的距离. 2.电场的叠加原理 多个电荷在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,这种关系叫电场强度的叠加,电场强度的叠加遵循平行四边形定则. 四、对电场线的进一步认识 1.点电荷的电场线的分布特点 (1)离点电荷越近,电场线越密集,场强越强. (2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同. 2.等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点 (1)两点电荷连线上各点,电场线方向从正电荷指向负电荷. (2)两点电荷连线的中垂面(线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直.在中垂面(线)上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线的中点). (3)关于O点对称的两点A与A′,B与B′的场强等大、同向. 3.等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点 (1)两点电荷连线中点O处场强为零. (2)中点O附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零. (3)在中垂面(线)上从O点到无穷远,电场线先变密后变疏,即场强先变大后变小. (4)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行. (5)关于O点对称的两点A与A′,B与B′的场强等大、反向. 4.匀强电场中电场线分布特点 电场线是平行、等间距的直线,场强方向与电场线平行. 五、电势高低及电势能大小的比较方法 1.比较电势高低的几种方法 (1)沿电场线方向,电势越来越低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面. (2)判断出UAB的正负,再由UAB=φA-φB,比较φA、φB的大小,若UAB>0,则φA>φB,若UAB<0,则φA<φB. (3)取无穷远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低. 2.电势能大小的比较方法 (1)场源电荷判断法 ①离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大,试探负电荷的电势能越小. ②离场源负电荷越近,试探正电荷的电势能越小,试探负电荷的电势能越大. (2)电场线判断法 ①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大. ②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小. (3)做功判断法 电场力做正功,电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方.反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方. 六、电场力做功的特点及电场力做功的计算 1.电场力做功的特点 电场力做的功和路径无关,只和初、末位置的电势差有关. 2.电场力做功的计算方法 (1)由公式W=Flcos θ计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=qElE,式中lE为电荷初末位置在电场方向上的距离. (2)由电势差的定义式计算,WAB=qUAB,对任何电场都适用.当UAB>0,q>0或UAB<0,q<0时,W>0;否则W<0. (3)由电场力做功与电势能变化的关系计算,WAB=EPA-EPB. (4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔEk. 3.电场中的功能关系 (1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变. (2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变. (3)除重力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化. 七、电场线、等势线与运动轨迹的综合分析 1.带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力的情况以及初速度的情况共同决定的.运动轨迹上各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向.电场线只能够描述电场的方向和定性地描述电场的强弱,它决定了带电粒子在电场中各点所受电场力的方向和加速度的方向. 2.等势线总是和电场线垂直,已知电场线可以画出等势线.已知等势线也可以画出电场线. 3.在利用电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹解决带电粒子的运动问题时,基本方法是: (1)根据带电粒子的运动轨迹确定带电粒子受到的电场力的方向,带电粒子所受的合力(往往只受电场力)指向运动轨迹曲线的凹侧,再结合电场线确定带电粒子的带电种类或电场线的方向; (2)根据带电粒子在不同的等势面之间移动,结合题意确定电场力做正功还是做负功,电势能的变化情况或是等势面的电势高低. 八、匀强电场中电场强度与电势差的关系
1.公式E=Ud反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向. 2.公式中d可理解为电场中两点所在等势面之间的距离,由此可得出一个结论:在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等.如图5所示,AB、CD平行且相等,则UAB=UCD 九、静电现象 1.处于静电平衡状态的导体具有以下特点 (1)导体内部的场强(E0与E′的合场强)处处为零,E内=0;(2)整个导体是等势体,导体的表面是等势面;(3)导体外部电场线与导体表面垂直;(4)静电荷只分布在导体外表面上,且与导体表面的曲率有关. 2.静电屏蔽:如果用金属网罩(或金属壳)将一部分空间包围起来,这一包围空间以外的区域里,无论电场强弱如何,方向如何,空间内部电场强度均为零.因此金属网罩(或金属壳)对外电场有屏蔽作用. 十、匀强电场中电场强度与电势差的关系
1.公式E=Ud反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向. 2.公式中d可理解为电场中两点所在等势面之间的距离,由此可得出一个结论:在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等.如图所示,AB、CD平行且相等,则UAB=UCD 3.利用等分电势法画等势线及电场线的方法 十一、平行板电容器的动态分析 运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路 (1)确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变.电容器的两极板与电源连接时,电容器两极板间的电压保持不
变;电容器先充电后与电源断开,电容器的电荷量保持不变. (2)用决定式C=εrS4πkd分析平行板电容器电容的变化. (3)
用定义式C=QU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化.(4)用E=Ud分析电容器极板间场强的变化. 十二、带电粒子在电场中的直线运动 1.带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速;直线还是曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法是:(1)采用运动和力的观点:牛顿第二定律和运动学知识求解.(2)用能量转化的观点:动能定理和功能关系求解. 2.对带电粒子进行受力分析时应注意的问题 (1)要掌握电场力的特点.电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关,还跟带电粒子的电性和电荷量有关.在匀强电场中,同一带电粒子所受电场力处处是恒力;在非匀强电场中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同. (2)是否考虑重力要依据情况而定. 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外,一般不考虑重力(但不能忽略质量). 带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗示外,一般都不能忽略重力. 十三、带电粒子在电场中的偏转 在图中,设带电粒子质量为m,带电荷量为q,以速度v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场,
偏转电压为U,若粒子飞离偏转电场时的偏距为y,偏转角为θ,则tan θ=vyvx=aytv0=qUlmdv20,y=12ayt2
=qUl22mdv20 带电粒子从极板的中线射入匀强电场,其出射时速度方向的反向延长线交于极板中线的中点.所以侧移距离也可表示为y=l2tan θ,所以粒子好像从极板中央沿直线飞出去一样.若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电
场的,则qU0=12mv20,即y=Ul24dU0,tan θ=yx=Ul2dU0.由以上讨论可知,粒子的偏转角和偏距与粒子的q、m无关,仅决定于加速电场和偏转电场,即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场,它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的. 十四、用能量的观点处理带电体在电场及复合场中的运动 对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量的观点去处理,用能量观点处理也更简捷,具体的方法通常有两种: (1)用动能定理处理.思维顺序一般为: ①明确研究对象的物理过程;②分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是做负功;③弄清所研究过程的初、末两个状态的动能;④根据动能定理列出方程求解. (2)用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理.列式的方法主要有两种: ①从初、末状态的能量相等列方程;②从某些能量的减少量等于另一些能量的增加量列方程. 十五、带电粒子在交变电场中的运动 带电粒子在交变电场中的运动,通常只讨论电压的大小不变、方向做周期性变化(如方波)且不计粒子重力的情形.在两