物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、一、三種起電方式一、三種起電方式1 1、摩擦起電、摩擦起電2 2、感應(yīng)起電、感應(yīng)起電（實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移）（實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移）3 3、接觸起電、接觸起電 近近端感應(yīng)端感應(yīng)異異種電荷，種電荷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)端感應(yīng)端感應(yīng)同同種電荷種電荷同種電荷電量平分，同種電荷電量平分， 異種電荷先中和后平分異種電荷先中和后平分二、電荷守恒定律二、電荷守恒定律三、元電荷三、元電荷最小的電荷量最小的電荷量所有帶電體的電荷量都是所有帶電體的電荷量都是e e的整數(shù)的整數(shù)倍倍1.1 電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律qm1.2 庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律 1 1、內(nèi)容：、內(nèi)容： 2 2、表達(dá)式：、表達(dá)式：221rqqkF q1q2+rFFk k

2、 叫靜電力常量叫靜電力常量 : 229/CmN100 . 9 k 3 3、適用范圍：、適用范圍： 真空（空氣中近似）真空（空氣中近似） 靜止點(diǎn)電荷（理想化模型）靜止點(diǎn)電荷（理想化模型）r r：球心間距：球心間距4 4、說(shuō)明：庫(kù)侖力是矢量、說(shuō)明：庫(kù)侖力是矢量 大?。捍氪笮。捍雚 q1 1q q2 2的絕對(duì)值計(jì)算的絕對(duì)值計(jì)算 方向：同斥異吸方向：同斥異吸一、電場(chǎng)一、電場(chǎng)2QE = KrFE=q場(chǎng)強(qiáng)的定義式，場(chǎng)強(qiáng)的定義式，適用任何電場(chǎng)適用任何電場(chǎng) 唯一性：唯一性： 電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是確定的電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是確定的場(chǎng)強(qiáng)的決定式，場(chǎng)強(qiáng)的決定式，適用真空中點(diǎn)電荷適用真空中點(diǎn)電荷二、電場(chǎng)強(qiáng)度二、電場(chǎng)強(qiáng)度

3、方向性方向性 ：正試探電荷的受力方向正試探電荷的受力方向三、場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理：三、場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理：遵循平行四邊形定則遵循平行四邊形定則1.起于正電荷（無(wú)窮遠(yuǎn)處），終于負(fù)電荷（無(wú)窮遠(yuǎn)處）起于正電荷（無(wú)窮遠(yuǎn)處），終于負(fù)電荷（無(wú)窮遠(yuǎn)處）2.不閉合，不相交。不閉合，不相交。.3.3.由中點(diǎn)至無(wú)窮遠(yuǎn)處，由中點(diǎn)至無(wú)窮遠(yuǎn)處， 逐漸減小逐漸減小2 2.大小相等，方向相同大小相等，方向相同都與中垂線垂直由正都與中垂線垂直由正電荷指向負(fù)電荷電荷指向負(fù)電荷1 1.最大最大3 3.先減小后增大先減小后增大2 2.大小相等大小相等, 方向相同方向相同, 都由正電荷指向負(fù)電都由正電荷指向負(fù)電 荷荷1 1.最小不為零最小不為

4、零分析分析:1. :1. 中點(diǎn)處中點(diǎn)處. . 2. 2. 關(guān)于中點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)關(guān)于中點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn). . 3. 3. 遞變規(guī)律遞變規(guī)律.分析分析:1. :1. 中點(diǎn)處中點(diǎn)處. . 2. 2. 關(guān)于中點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)關(guān)于中點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn). . 3. 3. 遞變規(guī)律遞變規(guī)律1.1.場(chǎng)強(qiáng)為場(chǎng)強(qiáng)為零零2 2. 大小相等，方向相反大小相等，方向相反 指向中點(diǎn)指向中點(diǎn)o（背向中點(diǎn)背向中點(diǎn)o）3.3.先減小再增大先減小再增大1.1.場(chǎng)強(qiáng)為零場(chǎng)強(qiáng)為零2 2.大小相等，方向相反大小相等，方向相反, ,都都沿中垂線遠(yuǎn)離沿中垂線遠(yuǎn)離o(o(指向指向o o) )3.3.由中點(diǎn)至無(wú)窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)由中點(diǎn)至無(wú)窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)先增大后減小至零，必先增大

5、后減小至零，必有一個(gè)位置場(chǎng)強(qiáng)最大。有一個(gè)位置場(chǎng)強(qiáng)最大。 1.4 1.4 電勢(shì)能和電勢(shì)電勢(shì)能和電勢(shì) 將電荷將電荷q q從從A A沿任何路徑移至沿任何路徑移至B B，靜電力做功相同靜電力做功相同EB+MAFq+WAB=qE|AM|：靜電力做功與：靜電力做功與無(wú)關(guān)無(wú)關(guān), ,由由位置來(lái)決定位置來(lái)決定. .電場(chǎng)力做功的過(guò)程是電勢(shì)能電場(chǎng)力做功的過(guò)程是電勢(shì)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程。轉(zhuǎn)化的過(guò)程。1 1、定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。、定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。3 3、相對(duì)性：大地或無(wú)窮遠(yuǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn)。、相對(duì)性：大地或無(wú)窮遠(yuǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn)。2、靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量。、靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量。（E Ep

6、p）標(biāo)量）標(biāo)量PBPAABEEWEpAFAB+FEEB電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減小電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減小電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加、下列說(shuō)法中正確的是（、下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.A.當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大B.B.當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大C.C.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能減小電勢(shì)能減小D.D.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的一個(gè)正電荷與另一

7、個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大。電勢(shì)能增大。ABCABC、一個(gè)電荷、一個(gè)電荷只在電場(chǎng)力作用下只在電場(chǎng)力作用下從電場(chǎng)中的從電場(chǎng)中的A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做了點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做了5 510106 6J J的功，則的功，則( )( )A A電荷在電荷在B B處時(shí)將具有處時(shí)將具有5 510106 6J J 的電勢(shì)能的電勢(shì)能B B電荷在電荷在B B處將具有處將具有5 510106 6J J 的動(dòng)能的動(dòng)能C C電荷的電勢(shì)能減少了電荷的電勢(shì)能減少了5 510106 6J J D D電荷的動(dòng)能增加了電荷的動(dòng)能增加了5 510106 6J J CDCD3 3、如圖所示、如圖所示, ,在等量正點(diǎn)電

8、荷形成的電場(chǎng)中在等量正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中, ,它它們連線的中垂面?zhèn)冞B線的中垂面abab上上, , 有一電子有一電子, ,從靜止開(kāi)始由從靜止開(kāi)始由a a運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到到b b的過(guò)程中的過(guò)程中(a(a、b b相對(duì)相對(duì)o o對(duì)稱對(duì)稱),),下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( )A.A.電子的電勢(shì)能始終增多電子的電勢(shì)能始終增多B.B.電子的電勢(shì)能始終減少電子的電勢(shì)能始終減少C.C.電子的電勢(shì)能先減少后增加電子的電勢(shì)能先減少后增加D.D.電子的電勢(shì)能先增加后減少電子的電勢(shì)能先增加后減少COab+-4 4、一帶電油滴在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)、一帶電油滴在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線所示動(dòng)軌跡

9、如圖虛線所示, ,電場(chǎng)方向豎直向下電場(chǎng)方向豎直向下. .若不計(jì)空若不計(jì)空氣阻力氣阻力, ,則此帶電油滴從則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到b b的過(guò)程中的過(guò)程中, ,能量變能量變化情況為化情況為( )( )A.A.動(dòng)能減小動(dòng)能減小B.B.電勢(shì)能增加電勢(shì)能增加C.C.動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少D.D.重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加EabCF電電GF合合電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值。它的電荷量的比值。qEP1. 1. 定義定義: :2. 2. 公式公式: :( (計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào)計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號(hào)) )電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)大小是由

10、電場(chǎng)本身的性質(zhì)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)大小是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無(wú)關(guān)。決定的，與放不放電荷及放什么電荷無(wú)關(guān)。3. 3. 標(biāo)量，正負(fù)表大小。標(biāo)量，正負(fù)表大小。 一般選無(wú)窮遠(yuǎn)或大地電勢(shì)為零。一般選無(wú)窮遠(yuǎn)或大地電勢(shì)為零。5 5、如果把、如果把q=1.0q=1.01010-8-8C C的電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移至電場(chǎng)中的電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移至電場(chǎng)中的的A A點(diǎn)，需克服電場(chǎng)力做功點(diǎn)，需克服電場(chǎng)力做功W=1.2W=1.21010-4-4J.J.那么那么 q q在在A A點(diǎn)的電勢(shì)能和在點(diǎn)的電勢(shì)能和在A A點(diǎn)的電勢(shì)各是多少？點(diǎn)的電勢(shì)各是多少？ q q未移入電場(chǎng)前未移入電場(chǎng)前A A點(diǎn)的電勢(shì)是多少點(diǎn)的電勢(shì)

11、是多少 ？VCJqEJEJEWPAAPAPAA48444102 . 1100 . 1102 . 1102 . 1102 . 106 6、如圖所示，電場(chǎng)中有、如圖所示，電場(chǎng)中有A A、B B兩點(diǎn)，則下列說(shuō)法兩點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是（中正確的是（ ）A A、電勢(shì)、電勢(shì)A A B B 場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)E EA AEEB BB B、電勢(shì)、電勢(shì)A A B B 場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)E EA AEEEpBpBA AB BE EBC結(jié)論：正電荷沿電場(chǎng)線方向結(jié)論：正電荷沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)能減少，負(fù)電荷沿電場(chǎng)電勢(shì)能減少，負(fù)電荷沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)能增加。線方向電勢(shì)能增加。 7、關(guān)于電勢(shì)與電勢(shì)能的說(shuō)法正確的是關(guān)于電勢(shì)與電勢(shì)能的說(shuō)法正確的是

12、A電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大B在電場(chǎng)中的某點(diǎn)，電量大的電荷具有的電勢(shì)能比電量在電場(chǎng)中的某點(diǎn)，電量大的電荷具有的電勢(shì)能比電量小的電荷具有的電勢(shì)能大小的電荷具有的電勢(shì)能大C正電荷形成的電場(chǎng)中，正電荷具有的電勢(shì)能比負(fù)電荷正電荷形成的電場(chǎng)中，正電荷具有的電勢(shì)能比負(fù)電荷具有的電勢(shì)能大具有的電勢(shì)能大D負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中，正電荷具有的電勢(shì)能比負(fù)電荷負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中，正電荷具有的電勢(shì)能比負(fù)電荷具有的電勢(shì)能小具有的電勢(shì)能小解析：解析： 正電荷在電勢(shì)高處的電勢(shì)能比電勢(shì)低處的電勢(shì)能大正電荷在電勢(shì)高處的電勢(shì)能比電勢(shì)低處的電勢(shì)能大, ,負(fù)電荷則反之負(fù)電荷則反之, ,所以所以A A

13、錯(cuò)錯(cuò) 當(dāng)具有電勢(shì)為正值時(shí)當(dāng)具有電勢(shì)為正值時(shí), ,電量大的電電量大的電荷具有的電勢(shì)能大于電量小的電荷具有的電勢(shì)能荷具有的電勢(shì)能大于電量小的電荷具有的電勢(shì)能, ,當(dāng)電勢(shì)當(dāng)電勢(shì)為負(fù)值為負(fù)值, ,恰好相反恰好相反, ,所以所以B B錯(cuò)錯(cuò) 正電荷形成的電場(chǎng)中正電荷形成的電場(chǎng)中, ,電勢(shì)電勢(shì)為正值為正值, ,這樣電勢(shì)與正電荷的電量來(lái)積為正值這樣電勢(shì)與正電荷的電量來(lái)積為正值, ,而負(fù)電荷在而負(fù)電荷在正電荷形成的電場(chǎng)中電勢(shì)能為負(fù)值正電荷形成的電場(chǎng)中電勢(shì)能為負(fù)值, ,因此因此C C正確正確 負(fù)電荷形負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中成的電場(chǎng)中, ,電勢(shì)為負(fù)值電勢(shì)為負(fù)值, ,因而正電荷具有的電勢(shì)能為負(fù)值因而正電荷具有的電勢(shì)能為負(fù)

14、值, ,負(fù)電行具有的電勢(shì)能為正值負(fù)電行具有的電勢(shì)能為正值, ,所以所以D D正確正確 E+2 2、幾種常見(jiàn)的等勢(shì)面、幾種常見(jiàn)的等勢(shì)面1 1、定義：、定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面等勢(shì)面的特點(diǎn)：等勢(shì)面的特點(diǎn)：5.5.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低最快。沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低最快。1.1.同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等。同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等。2.2.在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。3.3.電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)高的等勢(shì)電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。4.4.不同等勢(shì)面不相交。不同等勢(shì)

15、面不相交。20 15 1020 15 10ACB等差等勢(shì)面：相等差等勢(shì)面：相鄰的等勢(shì)面間電鄰的等勢(shì)面間電勢(shì)之差相等。勢(shì)之差相等。6.6.等差等勢(shì)面越密，場(chǎng)強(qiáng)越大。等差等勢(shì)面越密，場(chǎng)強(qiáng)越大。8 8、關(guān)于等勢(shì)面，正確的說(shuō)法是（、關(guān)于等勢(shì)面，正確的說(shuō)法是（ ）A A電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功做功B B等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等C C等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直D D兩等勢(shì)面不能相交兩等勢(shì)面不能相交CDCD1.5 電勢(shì)差電勢(shì)差一、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：一、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：電勢(shì)差：電勢(shì)差：電場(chǎng)中兩點(diǎn)

16、的電勢(shì)之差,也叫電壓。BAABUABBAUABABUU則有或者表示成顯然BA設(shè)電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)為，B點(diǎn)的電勢(shì)為二、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系：二、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系：)(BAqPBPAABEEW；BAABqUWqWUABBA即或BAqq 電荷q從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn)：AB1.1.電勢(shì)差電勢(shì)差U UABAB與與q q、W WABAB無(wú)關(guān)無(wú)關(guān), ,僅與電場(chǎng)中僅與電場(chǎng)中A A、B B兩位置有關(guān)。兩位置有關(guān)。故電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的故電勢(shì)差反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì)。性質(zhì)。2.2.電勢(shì)差的單位電勢(shì)差的單位: :伏特伏特(V) 1V=1J/C(V) 1V=1J/C3.3.電勢(shì)差是標(biāo)量。電勢(shì)差是標(biāo)量。三、說(shuō)明

17、：三、說(shuō)明：WAB= -1.510-5 J電場(chǎng)中電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)是兩點(diǎn)的電勢(shì)是A=800V，B= - -200V，把電荷，把電荷q= - -1.510-8C由由A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)點(diǎn),電場(chǎng)力做了多少功電場(chǎng)力做了多少功?電勢(shì)能變化多少電勢(shì)能變化多少?電勢(shì)能增加電勢(shì)能增加,增加增加1.510-5JBAABqUW求電場(chǎng)力做功的方法：(1)利用功的定義求解利用功的定義求解 在在勻強(qiáng)電場(chǎng)中勻強(qiáng)電場(chǎng)中，WABqEd，其中，其中d為電荷沿為電荷沿電場(chǎng)線方向的位移電場(chǎng)線方向的位移(2)利用靜電力做功與電勢(shì)能變化量的關(guān)系求解利用靜電力做功與電勢(shì)能變化量的關(guān)系求解 WABEpAEpB(3)利用電勢(shì)差與靜電力做

18、功的關(guān)系求解利用電勢(shì)差與靜電力做功的關(guān)系求解 WABqUAB(4) 利用動(dòng)能定理求解利用動(dòng)能定理求解 W電電Ek2Ek1 (僅有電場(chǎng)力做功時(shí)僅有電場(chǎng)力做功時(shí)) W電電 + W其它其它Ek2Ek1 9、將一電量為將一電量為2108C的點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷,從零電勢(shì)從零電勢(shì)S點(diǎn)移到點(diǎn)移到電場(chǎng)中的電場(chǎng)中的M點(diǎn)點(diǎn),克服電場(chǎng)力做功克服電場(chǎng)力做功4108J,則則UM= ；若將該電荷從若將該電荷從M點(diǎn)移到點(diǎn)移到N點(diǎn)點(diǎn),電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功14108J,則則N點(diǎn)點(diǎn)電勢(shì)電勢(shì)UN ；M、N兩點(diǎn)電勢(shì)差為兩點(diǎn)電勢(shì)差為 解析：解析： U UM M=W/q=4=W/q=410108 8/2/210108 8=2V=2V由于是負(fù)

19、電荷克服由于是負(fù)電荷克服電場(chǎng)力做功，所以是順著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做功，所以是順著電場(chǎng)線移動(dòng)，M M點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)所點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)所以以U UM M= =2V2VU UN N=14=1410108 8/2/210108 87V7V 由于是電場(chǎng)力做功，所以負(fù)電荷是逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)，由于是電場(chǎng)力做功，所以負(fù)電荷是逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)，N N點(diǎn)電勢(shì)比點(diǎn)電勢(shì)比M M點(diǎn)電勢(shì)高點(diǎn)電勢(shì)高7V7V，這樣，這樣N N點(diǎn)電勢(shì)比點(diǎn)電勢(shì)比S S點(diǎn)高點(diǎn)高5V5V，所以，所以 5V5V 說(shuō)明：求某點(diǎn)電勢(shì)可先求出電勢(shì)差，然后根據(jù)電勢(shì)差和說(shuō)明：求某點(diǎn)電勢(shì)可先求出電勢(shì)差，然后根據(jù)電勢(shì)差和電場(chǎng)力做功情況再求出該點(diǎn)電勢(shì)電場(chǎng)力做功情況再求出該

20、點(diǎn)電勢(shì)應(yīng)牢記：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，應(yīng)牢記：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加電勢(shì)能增加MNUEWAB=qUABWAB=Fd=qEdUAB=EdEWAB=FLcos=qEdWAB=qUABUAB=EdUAB=Ed 即：即：勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離沿電場(chǎng)方向的距離的乘積。的乘積。 規(guī)律方法規(guī)律方法2.公式公式E=U/d的理解與應(yīng)用的理解與應(yīng)用(1)(1)公式公式E=U/dE=U/d反映了電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系，由公反映了電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系，由公式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電

21、勢(shì)降低最快的方向式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向 (2)(2)公式公式E=U/dE=U/d只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，且只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，且d d表示沿電場(chǎng)線方向表示沿電場(chǎng)線方向兩點(diǎn)間的距離，或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面的范離兩點(diǎn)間的距離，或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面的范離(3)(3)對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)，此公式也可用來(lái)定性分析，但非勻強(qiáng)對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)，此公式也可用來(lái)定性分析，但非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，各相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差為一定值時(shí)，那么電場(chǎng)中，各相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差為一定值時(shí)，那么E E越大越大處，處，d d越小，即等勢(shì)面越密越小，即等勢(shì)面越密ABCD1010、如圖所示，、如圖所示，A A、B B、C C、D D是勻強(qiáng)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)中

22、一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A A、B B、C C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為三點(diǎn)的電勢(shì)分別為A A=15 V, =15 V, B B=3 V, =3 V, C C= =3 V3 V，由此可得，由此可得D D點(diǎn)電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)D D= = 9v 9v 。1.7 1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 把一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體把一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體ABCDABCD放到場(chǎng)強(qiáng)為放到場(chǎng)強(qiáng)為E E0 0的電場(chǎng)中，由于的電場(chǎng)中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用而定向移動(dòng)而定向移動(dòng)，使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫，使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。靜電感應(yīng)。E0ABCD1、

23、靜電感應(yīng)、靜電感應(yīng)E0-導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)。導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷，導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中產(chǎn)生與感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中產(chǎn)生與E E0 0反方向的附加電場(chǎng)反方向的附加電場(chǎng)E。-EEEE0E0-E-感應(yīng)電荷的電場(chǎng)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)E增增到與到與外電場(chǎng)外電場(chǎng)E0相等相等時(shí)，時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零，電，電子停止定向移動(dòng)子停止定向移動(dòng)。-E合合=0靜電平衡：導(dǎo)體中無(wú)靜電平衡：導(dǎo)體中無(wú)電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)電荷定向移動(dòng)的狀態(tài), ,就就叫靜電平衡狀態(tài)。叫靜電平衡狀態(tài)。E02.2.靜電平衡靜電平衡發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附

24、加發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)電場(chǎng)E E和原電場(chǎng)（外加電場(chǎng)）和原電場(chǎng)（外加電場(chǎng)）E E0 0在導(dǎo)體內(nèi)疊在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即加為零，即E=EE=E0 0時(shí)，自由電子停止定向移動(dòng)，時(shí)，自由電子停止定向移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。這時(shí)導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。E0EE0E合合=01 1、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒(méi)有、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒(méi)有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)。電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)。一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)2 2、處于靜電平衡的導(dǎo)體特點(diǎn)：、處于靜電平衡的導(dǎo)體特點(diǎn)：（1 1）導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零（）導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零（E

25、 E內(nèi)合內(nèi)合=0=0）。）。（2 2）導(dǎo)體外表面上任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟）導(dǎo)體外表面上任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟該點(diǎn)的表面垂直。該點(diǎn)的表面垂直。（即電場(chǎng)線垂直（即電場(chǎng)線垂直導(dǎo)體的外表面）導(dǎo)體的外表面）+ + +-E（3 3）整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是等勢(shì)面。）整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是等勢(shì)面。W=qU=0例例1 1：如圖所示接地金屬球：如圖所示接地金屬球A A的半徑為的半徑為R R，球外，球外點(diǎn)電荷的電量為點(diǎn)電荷的電量為Q Q，到球心的距離為，到球心的距離為r r，該點(diǎn)該點(diǎn)電荷電荷的電場(chǎng)在球心的場(chǎng)強(qiáng)等于多少？的電場(chǎng)在球心的場(chǎng)強(qiáng)等于多少？QRr水平向左方向沿QO,rQk場(chǎng)強(qiáng)E點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的:解2o注意：注意

26、：E是點(diǎn)電荷是點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)（即外電場(chǎng)），產(chǎn)生的電場(chǎng)（即外電場(chǎng)），E是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)（附加電場(chǎng)），是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)（附加電場(chǎng)），E合合是兩個(gè)電場(chǎng)疊加后的合電場(chǎng)。是兩個(gè)電場(chǎng)疊加后的合電場(chǎng)。EE+練習(xí)練習(xí)1：帶電量分別為：帶電量分別為+Q和和-Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷相的兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為距為r，在兩點(diǎn)電荷之間放入一個(gè)不帶電的導(dǎo)體，在兩點(diǎn)電荷之間放入一個(gè)不帶電的導(dǎo)體棒，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到棒，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后靜電平衡后，感應(yīng)感應(yīng)電荷電荷在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為多大？方向怎樣？為多大？方向怎樣？22rQ4k)2r(QkEE解:方向水平向左

27、方向水平向左+Q-QOE E+E- -2rQ8kEEE_法拉第圓筒實(shí)驗(yàn):12用兩個(gè)帶有絕緣手柄的金屬用兩個(gè)帶有絕緣手柄的金屬小球分別接觸帶有電荷的金小球分別接觸帶有電荷的金屬圓筒的內(nèi)壁和外壁屬圓筒的內(nèi)壁和外壁. .二、導(dǎo)體上電荷的分布二、導(dǎo)體上電荷的分布12和外壁接觸的和外壁接觸的小球使驗(yàn)電器小球使驗(yàn)電器箔片張開(kāi)箔片張開(kāi), ,表明表明金屬筒外壁有金屬筒外壁有電荷分布電荷分布. .和內(nèi)壁接觸的小和內(nèi)壁接觸的小球不能使驗(yàn)電器球不能使驗(yàn)電器箔片張開(kāi)箔片張開(kāi), ,表明表明金屬筒內(nèi)壁沒(méi)有金屬筒內(nèi)壁沒(méi)有電荷分布電荷分布. .特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.1.導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只分布在導(dǎo)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只分布在

28、導(dǎo)體的外表面。體的外表面。2.在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置，電荷在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒(méi)有電荷。的位置幾乎沒(méi)有電荷。二、導(dǎo)體上電荷的分布二、導(dǎo)體上電荷的分布-+靜電屏蔽靜電屏蔽: :靜電平衡時(shí)靜電平衡時(shí), ,金屬外殼或金屬網(wǎng)可保護(hù)金屬外殼或金屬網(wǎng)可保護(hù)其內(nèi)部區(qū)域不受外電場(chǎng)影響的現(xiàn)象。其內(nèi)部區(qū)域不受外電場(chǎng)影響的現(xiàn)象。處于靜電平衡的導(dǎo)體殼內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零。處于靜電平衡的導(dǎo)體殼內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零。+三、靜電屏蔽三、靜電屏蔽+金屬網(wǎng)罩金屬網(wǎng)罩也能起到靜電屏蔽作用也能起到靜電屏蔽作用. .類似事例類似事例: :通訊電纜外包金屬層

29、通訊電纜外包金屬層, ,電學(xué)儀器外套電學(xué)儀器外套金屬罩金屬罩. .電力工作人員有時(shí)需要帶電作電力工作人員有時(shí)需要帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣，帽，鞋，手套等。衣，帽，鞋，手套等。 -+E內(nèi)內(nèi)=0金屬殼內(nèi)部不受外部影響。金屬殼內(nèi)部不受外部影響。A+- - - -+ + + +A+接地的封閉導(dǎo)體殼，內(nèi)部電場(chǎng)對(duì)外部沒(méi)影響。接地的封閉導(dǎo)體殼，內(nèi)部電場(chǎng)對(duì)外部沒(méi)影響。AB例例2：如圖所示，把原來(lái)不帶電的金屬球殼：如圖所示，把原來(lái)不帶電的金屬球殼B的的外表面接地，將一帶正電的小球外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放從小孔中放入球殼內(nèi)，但不于入球殼內(nèi)，但不于B發(fā)生接觸，達(dá)到

30、靜電平衡發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則：后，則：A、B的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零B、B不帶電不帶電C、B的內(nèi)外表面電勢(shì)相等的內(nèi)外表面電勢(shì)相等D、B帶負(fù)電帶負(fù)電B的外部電場(chǎng)強(qiáng)度為零嗎？的外部電場(chǎng)強(qiáng)度為零嗎？1.8 1.8 電容器的電容電容器的電容一、電容：一、電容：2 2、定義式：、定義式： QCU=1 1、物理意義：反映電容器容納電荷本領(lǐng)、物理意義：反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。大小的物理量。3 3、單位：、單位：法拉（法拉（F）常用：微法（常用：微法（FF） 皮法（皮法（pFpF） 1F = 101F = 10-6 -6F 1 pF =10F 1 pF =10-12-12F

31、 F kdSCr4r r：相對(duì)介電常數(shù)；：相對(duì)介電常數(shù)；k=9.0k=9.010109 9NmNm2 2/C/C2 2S S：兩極板的正對(duì)面積，：兩極板的正對(duì)面積，d d：極板間距：極板間距二、平行板電容器的電容：二、平行板電容器的電容：決定式：決定式：3 3、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析（1 1）電容器與電源相連：）電容器與電源相連：U U不變。不變。（2 2）電容器充電后與電源斷開(kāi)）電容器充電后與電源斷開(kāi)：Q Q不變。不變。兩種基本情況：兩種基本情況：三個(gè)依據(jù)：三個(gè)依據(jù)：4SCkdUQC dUE 知識(shí)簡(jiǎn)析知識(shí)簡(jiǎn)析 【例例4 4】?jī)蓚€(gè)較大的平行金屬板兩個(gè)較大的平行金屬板A

32、A、B B相距為相距為d,d,分別接在電壓為分別接在電壓為U U的電源正、負(fù)極上的電源正、負(fù)極上, ,這時(shí)質(zhì)量為這時(shí)質(zhì)量為m,m,帶電帶電量為量為q q的油滴恰好靜止在兩極之間的油滴恰好靜止在兩極之間, ,如圖所示如圖所示, ,在其它條在其它條件不變的情況下件不變的情況下, ,如果將兩極非常緩慢地錯(cuò)開(kāi)一些如果將兩極非常緩慢地錯(cuò)開(kāi)一些, ,那么在那么在錯(cuò)開(kāi)的過(guò)程中（錯(cuò)開(kāi)的過(guò)程中（ ） A A油滴將向上加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中電流從油滴將向上加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中電流從b b流向流向a a。 B B油滴將向下加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從油滴將向下加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a a流向流向b b。 C C油滴靜止

33、不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b b流向流向a a。 D D油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a a流向流向b b。解析解析: : 電容器接在電源的正、負(fù)極上沒(méi)有電容器接在電源的正、負(fù)極上沒(méi)有斷開(kāi)斷開(kāi), ,則電容器兩端的電壓不變則電容器兩端的電壓不變, ,兩極板間兩極板間的距離不變的距離不變, ,則場(chǎng)強(qiáng)不變則場(chǎng)強(qiáng)不變, ,油滴受力情況不油滴受力情況不變變, ,油滴靜止不動(dòng)油滴靜止不動(dòng). . 在電容器兩極板錯(cuò)開(kāi)的在電容器兩極板錯(cuò)開(kāi)的過(guò)程中過(guò)程中, ,電容器的電容是減小的電容器的電容是減小的, ,由由C Cq qU U可可知知,U,U不變時(shí)不變時(shí),Q

34、,Q是減小的是減小的, ,則電容器的帶電量減小，有電荷則電容器的帶電量減小，有電荷流向電源流向電源, ,是放電電流是放電電流, ,方向由方向由a a到到b.b.D D正確正確 規(guī)律方法規(guī)律方法 【例例1010】平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)平行板電容器充電后與電源斷開(kāi), ,負(fù)極板接地，在負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷兩極板間有一正電荷( (電量很小電量很小) )固定在固定在P P點(diǎn)點(diǎn), ,如圖所示如圖所示, ,以以E E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度度,U,U表示電容器兩極間的電壓；表示電容器兩極間的電壓；W W表示正電荷在表示正電荷在P P點(diǎn)的電勢(shì)能點(diǎn)的電勢(shì)能. .若保持負(fù)極板不

35、動(dòng)若保持負(fù)極板不動(dòng), ,將正極板移到圖中虛線所示的位置將正極板移到圖中虛線所示的位置, ,則（則（ ）A AU U變小，變小，E E不變；不變； B BE E變大，變大，W W變大；變大；C CU U變小，變小，W W不變；不變； D DU U不變，不變，W W不變；不變；解析：解析： 由極板間距離減小，知電容由極板間距離減小，知電容C C增大；增大；由充電后與電源斷開(kāi)，知帶電量由充電后與電源斷開(kāi)，知帶電量Q Q不變；由不變；由U UQ/CQ/C可得極可得極板間電壓板間電壓U U減小根據(jù)減小根據(jù) 4SCk d和和U=Q/CU=Q/C得得 4 kdQUS再由再由E=U/dE=U/d得得 4 kQES 即即E E由由Q/SQ/S決定而決定而Q Q及及S S都不變，都不變，所以所以E E不變不變 因?yàn)橐驗(yàn)镋 E不變，不變，P P點(diǎn)與負(fù)極板間的距離不變，所以可知點(diǎn)與負(fù)極板間的距離不變，所以可知