電場知識總結(jié)

電場知識總結(jié)電場知識總結(jié)電場知識總結(jié)xxx公司電場知識總結(jié)文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度一、電荷、電荷守恒定律1、兩種電荷：“+”“-”用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷。2、元電荷：所帶電荷的最小基元，一個元電荷的電量為1．6×10－19C，是一個電子(或質(zhì)子)所帶的電量。說明：任何帶電體的帶電量皆為元電荷電量的整數(shù)倍。荷質(zhì)比(比荷)：電荷量q與質(zhì)量m之比，(q/m)叫電荷的比荷3、起電方式有三種①摩擦起電，②接觸起電注意：電荷的變化是電子的轉(zhuǎn)移引起的；完全相同的帶電金屬球相接觸，同種電荷總電荷量平均分配，異種電荷先中和后再平分。③感應(yīng)起電——切割B，或磁通量發(fā)生變化。④光電效應(yīng)——在光的照射下使物體發(fā)射出電子4、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的．二、庫侖定律1．內(nèi)容：真空中兩個點電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟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。方向由電性決定(同性相斥、異性相吸)2．公式：k＝9．0×109N·m2／C2極大值問題：在r和兩帶電體電量和一定的情況下，當(dāng)Q1=Q2時，有F最大值。3．適用條件：（1）真空中；（2）點電荷．點電荷是一個理想化的模型，在實際中，當(dāng)帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計時，就可以把帶電體視為點電荷．（這一點與萬有引力很相似，但又有不同：對質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距；而對帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會重新分布，不能再用球心距代替r）。點電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點．注意：①兩電荷之間的作用力是相互的，遵守牛頓第三定律②使用庫侖定律計算時，電量用絕對值代入，作用力的方向根據(jù)“同性相排斥，異性相吸引”的規(guī)律定性判定。計算方法：①帶正負(fù)計算，為正表示斥力；為負(fù)表示引力。②一般電荷用絕對值計算，方向由電性異、同判斷。三個自由點電荷平衡問題，靜電場的典型問題，它們均處于平衡狀態(tài)時的規(guī)律。①“三點共線，兩同夾異，兩大夾小”②中間電荷靠近另兩個中電量較小的。③中間點電荷的平衡求間距，兩邊之一平衡求中間點電荷的電量，關(guān)系式為或④q1、q3固定時，q2的平衡位置具有唯一性，且與q2的電量多少，電性正負(fù)無關(guān)。三、電場：1、存在于帶電體周圍的傳遞電荷之間相互作用的特殊媒介物質(zhì)．電荷間的作用總是通過電場進(jìn)行的。電場：只要電荷存在它周圍就存在電場，電場是客觀存在的，它具有力和能的特性。力(電場強度)；能(磁通量)若電荷不動周圍的是靜電場，若電荷運動周圍不單有電場而且產(chǎn)生磁場，2、電場的基本性質(zhì)-------①是對放入其中的電荷有力的作用。②能使放入電場中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象3、電場可以由存在的電荷產(chǎn)生，也可以由變化的磁場產(chǎn)生。四、電場強度(E)——描述電場力特性的物理量。（矢量）1．定義：放入電場中某一點的電荷受到的電場力F跟它的電量q的比值叫做該點的電場強度，表示該處電場的強弱2．求E的規(guī)律及方法(有如下5種)：①E＝(定義普遍適用)單位是：N/C或V/m；“描述自身的物理量”統(tǒng)統(tǒng)不能說××正此，××反比(下同)②(導(dǎo)出式，真空中的點電荷，其中Q是產(chǎn)生該電場的電荷)③(導(dǎo)出式，僅適用于勻強電場，其中d是沿電場線方向上的距離)④電場的矢量疊加：當(dāng)存在幾個場源時，某處的合場強=各個場源單獨存在時在此處產(chǎn)生場強的矢量和⑤利用對稱性求解。3．方向：①與該點正電荷受力方向相同，與負(fù)電荷的受力方向相反；②電場線的切線方向是該點場強的方向；③場強的方向與該處等勢面的方向垂直．平行板電容器邊緣除外。4．在電場中某一點確定了，則該點場強的大小與方向就是一個定值，與放入的檢驗電荷無關(guān)，即使不放入檢驗電荷，該處的場強大小方向仍不變。檢驗電荷q充當(dāng)“測量工具”的作用．某點的E取決于電場本身,(即場源及這點的位置,)與q檢的正負(fù),電何量q檢和受到的電場力F無關(guān).這一點很相似于重力場中的重力加速度,點定則重力加速度定.與放入該處物體的質(zhì)量無關(guān),即使不放入物體,該處的重力加速度仍為一個定值．5、電場強度是矢量，電場強度的合成按照矢量的合成法則．（平行四邊形法則和三角形法則）6、電場強度和電場力是兩個概念，電場強度的大小與方向跟放入的檢驗電荷無關(guān)，而電場力的大小與方向則跟放入的檢驗電荷有關(guān)，五、電場線：定義：在電場中為了形象的描繪電場而人為想象出或假想的曲線[描述E的強弱(疏密)和方向]。電場線實際上并不存．但E又是客觀存在的，電場線是人為引入的研究工具。電場線是人為引進(jìn)的，實際上是不存在的；法拉第首先提出用電場線形象生動地描繪電場或磁場。①切線方向表示該點場強的方向，也是正電荷的受力方向．②靜電場電場線有始有終：始于“+”，終止于“-”或無窮遠(yuǎn)，從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出發(fā)到無窮遠(yuǎn)處終止，或者從無窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷終止．③疏密表示該處電場的強弱，也表示該處場強的大?。矫?，則E越強④勻強電場的電場線平行且等間距直線表示．(平行板電容器間的電場，邊緣除外)⑤沒有畫出電場線的地方不一定沒有電場．⑥沿著電場線方向，電勢越來越低．但E不一定減??；沿E方向電勢降低最快的方向。⑦電場線⊥等勢面．電場線由高等勢面批向低等勢面.⑧靜電場的電場線不相交,不終斷,不成閉合曲線。但變化的電場的電場線是閉合的。⑨電場線不是電荷運動的軌跡．也不能確定電荷的速度方向。除非三個條件同時滿足：①電場線為直線，②v0=0或v0方向與E方向平行。③僅受電場力作用。六、熟記幾種典型電場的電場線特點：（重點）勻強電場－－－－點電荷與帶電平板+等量異種點電荷的電場等量同種點電荷的電場孤立點電荷周圍的電場①孤立點電荷周圍的電場；②等量異種點電荷的電場(連線和中垂線上的電場特點)；③等量同種點電荷的電場(連線和中垂線上的電場特點)；④勻強電場；⑤點電荷與帶電平板；⑥具有某種對稱性的電場；⑦均勻輻射狀的電場⑧周期性變化的電場。第2課電場能的性質(zhì)(電勢)一、電勢差U（是指兩點間的）①定義：電場中兩點間移動檢驗電荷q（從A→B），電場力做的功WAB跟其電量q的比值叫做這兩點間的電勢差，UAB=WAB/q是標(biāo)量．UAB的正負(fù)只表示兩點電勢誰高誰低。UAB為正表示A點的電勢高于B點的電勢。②數(shù)值上=單位正電荷從A→B過程中電場力所做的功。③等于A、B的電勢之差,即UAB=φA－φB④在勻強電場中UAB=EdE(dE表示沿電場方向上的距離)意義：反映電場本身性質(zhì)，取決于電場兩點，與移動的電荷無關(guān)，與零電勢的選取無關(guān)，電勢差對應(yīng)靜電力做功，電能其它形式的能。電動勢對應(yīng)非靜電力做功電能其它形式的能點評：電勢差很類似于重力場中的高度差．物體從重力場中的一點移到另一點，重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點的高度差h＝W/G．二、電勢（是指某點的）描述電場能性質(zhì)的物理量。必須先選一個零勢點，（具有相對性）相對零勢點而言，常選無窮遠(yuǎn)或大地作為零電勢。正點電荷產(chǎn)生的電場中各點的電勢為正，負(fù)點電荷產(chǎn)生的電場中各點的電勢為負(fù)。①定義：某點相對零電勢的電勢差叫做該點的電勢，是標(biāo)量．②在數(shù)值上=單位正電荷由該點移到零電勢點時電場力所做的功.特點：⑴標(biāo)量：有正負(fù)，無方向，只表示相對零勢點比較的結(jié)果。⑵電場中某點的電勢由電場本身因素決定，與檢驗電荷無關(guān)。與零勢點的選取有關(guān)。⑶沿電場線方向電勢降低，逆。。。。。。（但場強不一定減?。?。沿E方向電勢降得最快。⑷當(dāng)存在幾個場源時，某處合電場的電勢等于各個場源在此處產(chǎn)生電勢代數(shù)和的疊加。電勢高低的判斷方法：1根據(jù)電場線的方向判斷；2電場力做功判斷；3電勢能變化判斷。點評：類似于重力場中的高度．某點相對參考面的高度差為該點的高度．注意：(1)高度是相對的．與參考面的選取有關(guān)，而高度差是絕對的與參考面的選取無關(guān)．同樣電勢是相對的與零電勢的選取有關(guān)，而電勢差是絕對的，與零電勢的選取無關(guān)．(2)一般選取無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零．當(dāng)零電勢選定以后，電場中各點的電勢為定值．(3)電場中A、B兩點的電勢差等于A、B的電勢之差,即UAB=φA－φB,沿電場線方向電勢降低.三、電勢能E1概念：由電荷及電荷在電場中的相對位置決定的能量，叫電荷的電勢能。電勢能具有相對性，與零參考點的選取有關(guān)(通常選地面或∞遠(yuǎn)為電勢能零點)特別指出：電勢能實際應(yīng)用不大，常實際應(yīng)用的是電勢能的變化。電荷在電場中某點的電勢能=把電荷從此點移到電勢能零處電場力所做的功。E=qφA→0四、電場力做功與電勢能1．電勢能：電場中電荷具有的勢能稱為該電荷的電勢能．電勢能是電荷與所在電場所共有的。2．電勢能的變化：電場力做正功電勢能減少；電場力做負(fù)功電勢能增加．重力勢能變化：重力做正功重力勢能減少；重力做負(fù)功重力勢能增加．電場力做功：由電荷的正負(fù)和移動的方向去判斷(4種情況)功的正負(fù)電勢能的變化（重點和難點知識）正、負(fù)電荷沿電場方向和逆電場方向的4種情況。（上課時一定要搞清楚的，否則對以后的學(xué)習(xí)帶來困難）電場力做功過程就是電勢能與其它形式能轉(zhuǎn)化的過程（電勢差），做功的數(shù)值就是能量轉(zhuǎn)化的多少。W=FSCOS(勻強電場)W=qEd(d為沿場強方向上的距離)W=qU=-△Ep，U為電勢差，q為電量．重力做功：W＝Gh，h為高度差，G為重量．電場力做功跟路徑無關(guān)，是由初末位置的電勢差與電量決定重力做功跟路徑無關(guān)，是由初末位置的高度差與重量決定．四、等勢面、線、體1．電場中電勢相等的點所組成的面為等勢面．2．特點(1)各點電勢相等，等勢面上任意兩點間的電勢差為零，在特勢面上移動電荷(不論方式如何,只要起終點在同一等勢面上)電場力不做功電場力做功為零，路徑不一定沿等勢面運動，但起點、終點一定在同一等勢面上。(2)畫法規(guī)定：相領(lǐng)等勢面間的電勢差相等等差等勢面的蔬密可表示電場的強弱．(3)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：整個導(dǎo)體是一個等勢體，其表面為等勢面．E內(nèi)=0，任兩點間UAB=0越靠近導(dǎo)體表面等勢面越密，形狀越與導(dǎo)體形狀相似，等勢面越密電場強度越大，曲率半徑越小(越尖)的地方，等勢面(電場線)都越密,這就可解釋尖端放電現(xiàn)象，如避雷針。(4)勻強電場，電勢差相等的等勢面間距離相等，點電荷形成的電場，電勢差相等的等勢面間距不相等，越向外距離越大．(5)等勢面上各點的電勢相等但電場強度不一定相等．(6)電場線⊥等勢面，且由電勢高的面指向電勢低的面，沒電場線方向電勢降低。(7)兩個等勢面永不相交．規(guī)律方法1、一組概念的理解與應(yīng)用電勢、電勢能、電場強度都是用來描述電場性質(zhì)的物理，，它們之間有十分密切的聯(lián)系，但也有很大區(qū)別，解題中一定注意區(qū)分，現(xiàn)列表進(jìn)行比較（1）電勢與電勢能比較：電勢φ電勢能ε1反映電場能的性質(zhì)的物理量荷在電場中某點時所具有的電勢能2電場中某一點的電勢φ的大小，只跟電場本身有關(guān)，跟點電荷無關(guān)電勢能的大小是由點電荷q和該點電勢φ共同決定的3電勢差卻是指電場中兩點間的電勢之差，ΔU=φA－φB，取φB=0時，φA=ΔU電勢能差Δε是指點電荷在電場中兩點間的電勢能之差Δε=εA－εB=W，取εB=0時，εA=Δε4電勢沿電場線逐漸降低，取定零電勢點后，某點的電勢高于零者，為正值．某點的電勢低于零者，為負(fù)值正點荷（十q）：電勢能的正負(fù)跟電勢的正負(fù)相同負(fù)電荷（一q）：電勢能的正負(fù)限電勢的正負(fù)相反5單位：伏特單位：焦耳6聯(lián)系：ε=qφ，w=Δε=qΔU（2）電場強度與電勢的對比電場強度E電勢φ1描述電場的力的性質(zhì)描述電場的能的性質(zhì)2電場中某點的場強等于放在該點的正點電荷所受的電場力F跟正點電荷電荷量q的比值·E=F/q，E在數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場力電場中某點的電勢等于該點跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢點）間的電勢差，φ=ε/q，φ在數(shù)值上等于單位正電荷所具有的電勢能3矢量標(biāo)量4單位：N/C;V/mV（1V=1J/C）5聯(lián)系：①在勻強電場中UAB=Ed(d為A、B間沿電場線方向的距離）．②電勢沿著電場強度的方向降落2、公式E=U/d的理解與應(yīng)用(1)公式E=U/d反映了電場強度與電勢差之間的關(guān)系，由公式可知，電場強度的方向就是電勢降低最快的方向．(2)公式E=U/d只適用于勻強電場，且d表示沿電場線方向兩點間的距離，或兩點所在等勢面的范離．(3)對非勻強電場，此公式也可用來定性分析，但非勻強電場中，各相鄰等勢面的電勢差為一定值時，那么E越大處，d越小，即等勢面越密．3、電場力做功與能量的變化應(yīng)用電場力做功，可與牛頓第二定律，功和能等相綜合，解題的思路和步驟與力學(xué)中的完全相同，但要注意電場力做功的特點——與路徑無關(guān)知識簡析一、電場中的導(dǎo)體1、靜電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場E外中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用定向移動，使得導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量的異種電荷，這種由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在外電場作用下重新分布的現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。（在靠近帶電體端感應(yīng)出異種電荷，在遠(yuǎn)離帶電體端感應(yīng)出同種電荷）．由帶電粒子在電場中受力去分析。靜電感應(yīng)可從兩個角度來理解：①根據(jù)同種電荷相排斥，異種電荷相吸引來解釋；②也可以從電勢的角度來解釋，導(dǎo)體中的電子總是沿電勢高的方向移動．2．靜電平衡狀態(tài)：發(fā)生靜電感應(yīng)后的導(dǎo)體，兩端面出現(xiàn)等量感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷產(chǎn)生一個附加電場E附，這個E附與原電場方向相反，當(dāng)E附增到與原電場等大時，（即E附與E外），合場強為零，自由電子定向移動停止，這時的導(dǎo)體處于靜電平平衡狀