高二物理靜電場知識點

1、第一章 電場一、電場基本規(guī)律1、電荷 電荷守恒定律自然界中只存在正、負(fù)電荷。自然界中兩種電荷的總量是守恒的，使物質(zhì)帶電的過程， 就是使電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體 （如摩擦起電和接觸帶電） ；或者是從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分（靜電感應(yīng)） ，不管何種方式，電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，這就是電荷守恒定律。（ 1）三種帶電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電（ 2）元電荷：最小的電荷量，自然界任何物體的帶電荷量都是元電荷（e=1.6 × 10-19 c ）的整數(shù)倍，電子、質(zhì)子的電荷量都等于元電荷，但電性不同，前者為負(fù)，后者為正。2、庫侖定律：（ 1）定律內(nèi)容： 真空 中兩個 靜止點電荷 之

2、間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正 比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。kQ1 Q2922（ 2）表達(dá)式： F2k=9.0 ×10 N· m/C 靜電力常量r（ 3）適用條件：真空中靜止的點電荷。二、電場力的性質(zhì)：1、電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用。2、電場強度E：（ 1）定義：電荷在電場中某點受到的電場力F 與電荷的帶電量q 的比值，就叫做該點的電場強度。（ 2）定義式：EFE與 F、q 無關(guān)，只由電場本身決定。q（ 3）電場強度是矢量：大?。涸跀?shù)值上為單位電荷受到的電場力。方向： 規(guī)定正電荷受力方向，負(fù)電荷受力與E的方向相反。

3、（ 4）單位： N/C,V/m 1N/C=1V/m（ 5）其他的電場強度公式1點電荷 的場強公式：kQ Q場源電荷E2r2勻強電場 場強公式：U d 沿電場方向等勢面間距離Ed（ 6）場強的疊加：遵循平行四邊形法則3、電場線：（ 1）意義：形象直觀描述電場強弱和方向的理想模型，實際上是不存在的（ 2）電場線的特點：1 電場線起于正電荷（無窮遠(yuǎn)），止于（無窮遠(yuǎn)）負(fù)電荷2 不封閉，不相交，不相切。3 沿電場線電勢降低，且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強大小，可以判斷電勢高低。4 電場線垂直于等勢面（ 3）幾種特殊電場的電場線：各點的切線方向反映場強的方向，疏密程度反映場強的大小。E- 1 -三

4、、電場能的性質(zhì)1、電場能的基本性質(zhì)：電荷在電場中移動，電場力要對電荷做功。2、電勢能Ep：（ 1）定義：電荷在電場中，由于電場和電荷間的相互作用，由位置決定的能量。電荷在某點的電勢能等于電場力把電荷從該點移動到零勢能位置時所做的功。（ 2）定義式：E pAWA0 帶正負(fù)號計算（ 3）特點：（與重力勢能類似）1電勢能具有相對性，相對零勢能面而言，通常選大地或無窮遠(yuǎn)處為零勢能面。2 電勢能的變化量Ep 與零勢能面的選擇無關(guān)。3、電勢 ：（ 1）定義：電荷在電場中某一點的電勢能（ 2）定義式： E p 單位：伏（ q（ 3）特點：Ep 與電荷量的比值。V） 帶正負(fù)號計算1 電勢具有相對性，相對參考點

5、而言。但電勢之差與參考點的選擇無關(guān)。2 電勢是一個標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點電勢比參考點電勢高，還是低。3電勢的大小由電場本身決定，與Ep 和 q 無關(guān) 。4電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移動到零勢點時電場力所做的功。（ 4）電勢高低的判斷方法AB1根據(jù)電場線判斷：沿著電場線方向電勢降低。 A>B2根據(jù)電勢能判斷：正電荷：電勢能大，電勢高；電勢能小，電勢低。負(fù)電荷：電勢能大，電勢低；電勢能小，電勢高。結(jié)論：只在電場力作用下，靜止的電荷從電勢能高的地方向電勢能低的地方運動。4、電勢差UAB（ 1）定義：電場中兩點間的電勢之差。也叫電壓。（ 2）定義式： U = - B單位：伏（

6、V）ABA（ 3）特點：1 電勢差是標(biāo)量，卻有正負(fù)，只表示起點和終點的電勢誰高誰低。電場中兩點的電勢差是確定的，與零勢面的選擇無關(guān) U=Ed勻強電場中兩點間的電勢差計算公式。電勢差與電場強度之間的關(guān)系。5、電場力做功WAB：（ 1）電場力做功的特點：電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，即與初末位置的電勢差有關(guān)。（ 2）表達(dá)式： WAB=UABq - 帶正負(fù)號計算 （適用于任何電場）WAB=Eqd -d沿電場方向的距離。勻強電場（ 3）電場力做功與電勢能的關(guān)系W AB=- Ep=EpA-E PB結(jié)論：電場力做正功，電勢能減少；電場力做負(fù)功，電勢能增加6、等勢面：（ 1）定義：電勢相等的點構(gòu)成

7、的面。（ 2）特點：1 等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷，電場力不做功。2 等勢面與電場線垂直3 兩等勢面不相交4 等勢面的疏密程度表示場強的大?。菏枞趺軓?。- 2 -（ 3）判斷非勻強電場線上兩點間的電勢差的大小：靠近場源 （場強大） 的兩點間的電勢差大于遠(yuǎn)離場源（場強?。?相等距離兩點間的電勢差。如：若 AB=BC ，則 U AB >UBCA B C四、電容器及其應(yīng)用：A1、電容器充放電過程： （電源給電容器充電）SB充電過程S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能LC放電過程S-B：電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、電容：（ 1）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。（

8、 2）定義：電容器所帶電量 Q與電容器兩極板間電壓 U的比值就叫做電容器的電容。（ 3）定義式： CQ是 定義式 不是決定式UCS是電容的 決定式 （平行板電容器）4 kd-6-12（ 4）單位：法拉F，微法 F，皮法 pF 1pF=10F F=10（ 5）特點：1 電容器的電容 C 與 Q和 U 無關(guān)，只由電容器本身決定。2 電容器的帶電量 Q是指一個極板帶電量 的絕對值。3 電容器始終與電源相連，則電容器的電壓U不變 。電容器充電完畢，再與電源斷開，則電容器的帶電量Q不變 。4 在有關(guān)電容器問題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個公式和3 的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷QCSUCEdU4 kd五、應(yīng)用帶電

9、粒子在電場中的運動（平衡問題，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題）1、基本粒子不計重力，但不是不計質(zhì)量，如質(zhì)子（ 11H ），電子， 粒子（ 24 He ） , 氕（ 11 H ），氘（ 12 H ），氚（ 13 H ）帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計算重力。2、平衡問題：電場力與重力的平衡問題。mg=EqEqv0mg3、加速問題：（ 1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場中加速運動（不計重力），v只受電場力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則2Eqd2Uqvmm（ 2）由動能定理解釋，1 mv20 Uq ， v2UqU2m可見加速的末速度與兩板間的距離 d 無關(guān)，只與兩板間的電

10、壓有關(guān)，但是粒子在電場中運動的時間不一樣， d 越大，飛行時間越長。- 3 -4、偏轉(zhuǎn)問題類平拋運動（由兩極板間中點射入）在垂直電場線（平行于極板）的方向：粒子做速度為v0 的勻速直線運動。在平行電場線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a 的勻加速直線運動。帶電粒子若不計重力，則在豎直方向粒子的加速度EqUqamdm帶電粒子做類平拋的水平距離：若能飛出電場，則水平距離為L；若不能飛出電場則水平距離為x帶電粒子飛行的時間：t=x/v0=L/v 01L粒子要能飛出電場則：y d/2 2粒子在豎直方向做勻加速運動：y12 3at2v0vy粒子在豎直方向的分速度:at 4y粒子出電場的速度偏角：v y 5tanv0v0由 12345 可得： vyv飛行時間： tL豎直分速度： vyUqLv0mdv0側(cè)向偏移量：UqL2偏向角： tanUqLymv02 d2mv02 d5、先加速后偏轉(zhuǎn)問題LLL 飛行時間： tv0v0U 2 Ly偏向角： tany2U 1 d v0U1