2019學(xué)年高二上學(xué)期物理期末復(fù)習(xí)大串講(選修3-1)：專(zhuān)題01靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)歸納

1、靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)歸納一、電荷及電荷守恒定律=1.元電荷、點(diǎn)電荷19元電荷：e= 1.6x10C，所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，其中質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同。(2)點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體本身的大小和形狀對(duì)研究的問(wèn)題影響很小時(shí)，可以將帶電體視為點(diǎn)電 荷。2.靜電場(chǎng)(1)定義：存在于電荷周?chē)?，能傳遞電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)。(2)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有力的作用。3.電荷守恒定律(1) 內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物 體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變。(2)起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電。(3)帶電實(shí)質(zhì)：物

2、體帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子。二、庫(kù)侖定律=1.內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它 們的距離的二次方成反比。作用力的方向在它們的連線上。2.表達(dá)式：F=k,式中k= 9.0 x109Nm1 2 3 4 5 6/C2，叫靜電力常量。三、電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)2定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值。3定義式：E=F。單位：N/C 或 V/mq4點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度：真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度：E=kpo5方向：規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。6電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)

3、生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和，遵從平行四邊形定則。四、電場(chǎng)線1.定義：為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫(huà)岀一些曲線，曲六、電勢(shì)能、電勢(shì)r3.適用條件：真空中的點(diǎn)電荷。線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，曲線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱2.特點(diǎn)1電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷.2電場(chǎng)線不相交，也不相切，更不能認(rèn)為電場(chǎng)就是電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡.3同一幅圖中，場(chǎng)強(qiáng)大的地方電場(chǎng)線較密，場(chǎng)強(qiáng)小的地方電場(chǎng)線較疏.五、勻強(qiáng)電場(chǎng)1.電勢(shì)能(1)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初、末位置有關(guān)。電勢(shì)能1定義：與重力勢(shì)能一樣，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫電勢(shì)能

4、，規(guī)定零勢(shì)點(diǎn)后，電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把它從該點(diǎn)移到零勢(shì)能位置時(shí)靜電力所做的功。不同的電荷 在同一點(diǎn)所具有的電勢(shì)能不一樣：Ep= q：:。2電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量，即WAB=EPAEpB=- 巳=q(Aj：；B)=qUAB或UAB=。q2.電勢(shì)(1) 定義：試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能&與它的電荷量q的比值。(2)定義式：$ =。(3)矢標(biāo)性：電勢(shì)是標(biāo)量，有正、負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)高(低)。(4)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性，同一點(diǎn)的電勢(shì)因選取零電勢(shì)點(diǎn)的不同而不同。【關(guān)鍵一點(diǎn)】某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)。通常取無(wú)限遠(yuǎn)或大地的電

5、勢(shì)為零。3.等勢(shì)面(1)定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)組成的面。(2)四個(gè)特點(diǎn)1等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直。2在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功。3電場(chǎng)線方向總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。4等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，反之越小。電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向相同，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是一些平行的等間距的平 行線.七、電勢(shì)差1.定義：電荷在電場(chǎng)中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力做功與移動(dòng)電荷的電荷量的比 值。WAB2.定義式：UAB=一。q3.電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：UAB=$A- $B,UAB=-UB。八、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1.電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等

6、于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離的乘積。即U=Ed,也可以寫(xiě)作E=U。d2.公式U=Ed的適用范圍：勻強(qiáng)電場(chǎng)。九、 常見(jiàn)電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系十、靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體1.處于靜電平衡下的導(dǎo)體，內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)處處為零。2.處于靜電平衡下的導(dǎo)體，表面附近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)的表面垂直。3.處于靜電平衡下的導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，它的表面是個(gè)等勢(shì)面。4.靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只分布于導(dǎo)體的外表面。5.導(dǎo)體表面，越尖的位置，電荷密度越大，凹陷部分幾乎沒(méi)有電荷。十一、尖端放電導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近電場(chǎng)很強(qiáng)，能使周?chē)鷼怏w分子電離，與尖端電荷電性相 反的離子在電場(chǎng)作用下奔向尖端，

7、與尖端電荷中和，這相當(dāng)于使導(dǎo)體尖端失去電荷，這一現(xiàn) 象叫尖端放電。如高壓線周?chē)摹肮鈺灐本褪且环N尖端放電現(xiàn)象，避雷針做成蒲公花形狀， 高壓設(shè)備應(yīng)盡量光滑分別是生活中利用、防止尖端放電。十二、靜電屏蔽W&= n qu3.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)（垂直于場(chǎng)射入） 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：粒子受恒定的電場(chǎng)力，在場(chǎng)中作勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。 處理方法：采用類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的方法來(lái)分析處理一一（運(yùn)動(dòng)的分解） 設(shè)粒子帶電量為q,質(zhì)量為m如圖所示，兩平行金屬板間的電壓為U,板長(zhǎng)為L(zhǎng),板間距離為do帶電粒子從極板的中線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，其出射時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線交于入射線的中 點(diǎn)。所以側(cè)移距離也可表示為：y = ta nq2如

8、果在偏轉(zhuǎn)電極 XX0和丫丫吐間都沒(méi)有加電壓，則電子槍射出的電子沿直線打在熒光屏中央，在屏上產(chǎn)生一個(gè)亮點(diǎn)。YY上所加的是待顯示的信號(hào)電壓U,在屏上產(chǎn)生的豎直偏移y/與U成正比。XX上所加的機(jī)內(nèi)鋸齒形電壓，叫掃描電壓。當(dāng)掃描電壓和信號(hào)電壓的周期相同時(shí)，熒光屏上將出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定的波形。1.常見(jiàn)電容器O QZD crk OLD VIk.迫n.T! 1、7則場(chǎng)強(qiáng)E_U_d，加速度qE a =m=qUmd側(cè)移量：y =1at2=qUL2=L2U偏22mdv24dU加偏轉(zhuǎn)角：tan qatqUL =LU偏V。mdv22dU加Lt =V。U加分別表示，通過(guò)偏轉(zhuǎn)極板的時(shí)間:（UIF(1)組成：由兩個(gè)彼此絕緣又相互

9、靠近的導(dǎo)體組成。(2)帶電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值。(3)電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過(guò)程，充電后電容器兩板帶上等量的異種電荷，電容器中儲(chǔ)存電場(chǎng) 能。放電：使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程，放電過(guò)程中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。2.電容(1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值。(2)定義式：C=U。(3)物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。(4)單位：法拉(F)1 F = 10* 1 2 3 4 * 6 * * * * *卩F= 1012pF3.平行板電容器(1)影響因素：平行板電容器的電容與極板的正對(duì)面積成正比，與電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)成 正比，與

10、極板間距離成反比。crS(2) 決定式：C=s，k為靜電力常量。4nkd【關(guān)鍵一點(diǎn)】C =Q是電容的定義式，它在任何情況下都成立，式中C與Q U無(wú)關(guān)，而由電容器自Ue s身結(jié)構(gòu)決定。而C =r是電容的決定式，它只適用于平行板電容器，它反映了電容與其4pkd自身結(jié)構(gòu)S、d、er的關(guān)系。處于電場(chǎng)中的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩，其空腔部分的合場(chǎng)強(qiáng)處處為零，即能把外電場(chǎng)遮住， 使內(nèi)部不受外電場(chǎng)的影響，這就是靜電屏蔽。如電學(xué)儀器的外殼常采用金屬、三條高壓線的 上方還有兩導(dǎo)線與地相連等都是靜電屏蔽在生活中的應(yīng)用。十三、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1研究對(duì)象分類(lèi) 基本粒子及各種離子：如電子、質(zhì)子、a粒子等，因?yàn)橘|(zhì)量很小，所以重力比電場(chǎng)力 小得多，重力可忽略不計(jì)。帶電顆?；蛭⒘＃鐗m埃、液滴、小球等質(zhì)量較大，其重力一般情況下不能忽略。2.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速直線運(yùn)動(dòng)若粒子作勻變速運(yùn)動(dòng)，則可采用動(dòng)力學(xué)方法求解，即