高中物理場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)匯總
2019-01-08 19:12:42三好網(wǎng)
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(gè)元電荷的電量為1.6×10-19 C,是一個(gè)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(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,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(gè)點(diǎn)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(shí),有F最大值。
3.適用條件:(1)真空中; (2)點(diǎn)電荷.
點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的模型,在實(shí)際中,當(dāng)帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),就可以把帶電體視為點(diǎn)電荷.(這一點(diǎn)與萬有引力很相似,但又有不同:對(duì)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(duì)帶電導(dǎo)體球,距離近了以后,
電荷會(huì)重新分布,不能再用球心距代替r)。點(diǎn)電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn). 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(jì)算時(shí),電量用絕對(duì)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(jì)算方法:
、賻д(fù)計(jì)算,為正表示斥力;為負(fù)表示引力。
、谝话汶姾捎媒^對(duì)值計(jì)算,方向由電性異、同判斷。 三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡問題,靜電場(chǎng)的典型問題,它們均處于平衡狀態(tài)時(shí)的規(guī)律。
、 “三點(diǎn)共線,兩同夾異,兩大夾小”
、 中間電荷靠近另兩個(gè)中電量較小的。
、 中間點(diǎn)電荷的平衡求間距,兩邊之一平衡求中間點(diǎn)電荷的電量,關(guān)系式為 或
④ q1、q3固定時(shí),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(chǎng): 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(chǎng)進(jìn)行的。
電場(chǎng):
只要電荷存在它周圍就存在電場(chǎng),電場(chǎng)是客觀存在的,它具有力和能的特性。力(電場(chǎng)強(qiáng)度);能(磁通量) 若電荷不動(dòng)周圍的是靜電場(chǎng),若電荷運(yùn)動(dòng)周圍不單有電場(chǎng)而且產(chǎn)生磁場(chǎng), 2、電場(chǎng)的基本性質(zhì)-------①是對(duì)放入其中的電荷有力的作用。②能使放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象 3、電場(chǎng)可以由存在的電荷產(chǎn)生,也可以由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生。
四、電場(chǎng)強(qiáng)度(E)——
描述電場(chǎng)力特性的物理量。(矢量)
1.定義:放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電量q的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱
2.求E的規(guī)律及方法(有如下5種):
、貳= (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)
、 (導(dǎo)出式,真空中的點(diǎn)電荷,其中
Q是產(chǎn)生該電場(chǎng)的電荷)
、 (導(dǎo)出式,僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),其中d
是沿電場(chǎng)線方向上的距離)
、 電場(chǎng)的矢量疊加:當(dāng)存在幾個(gè)場(chǎng)源時(shí),某處的合場(chǎng)強(qiáng)=各個(gè)場(chǎng)源單獨(dú)存在時(shí)在此處產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的矢量和
、 利用對(duì)稱性求解。
3.方向:①與該點(diǎn)正電荷受力方向相同,與負(fù)電荷的受力方向相反; ②電場(chǎng)線的切線方向是該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向; ③場(chǎng)強(qiáng)的方向與該處等勢(shì)面的方向垂直.平行板電容器邊緣除外。
4.在電場(chǎng)中某一點(diǎn)確定了,則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小與方向就是一個(gè)定值,與放入的檢驗(yàn)電荷無關(guān),即使不放入檢驗(yàn)電荷, 該處的場(chǎng)強(qiáng)大小方向仍不變。檢驗(yàn)電荷q充當(dāng)“測(cè)量工具”的作用.
某點(diǎn)的E取決于電場(chǎng)本身,(即場(chǎng)源及這點(diǎn)的位置,)與q檢的正負(fù),電何量q檢和受到的電場(chǎng)力F無關(guān). 這一點(diǎn)很相似于重力場(chǎng)中的重力加速度,點(diǎn)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(gè)定值.
5、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力是兩個(gè)概念,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向跟放入的檢驗(yàn)電荷無關(guān),而電場(chǎng)力的大小與方向則跟放入的檢驗(yàn)電荷有關(guān),
五、電場(chǎng)線:
定義:在電場(chǎng)中為了形象的描繪電場(chǎng)而人為想象出或假想的曲線[描述E的強(qiáng)弱(疏密)和方向]。電場(chǎng)線實(shí)際上并不存. 但E又是客觀存在的,電場(chǎng)線是人為引入的研究工具。電場(chǎng)線是人為引進(jìn)的,實(shí)際上是不存在的;
法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng)或磁場(chǎng)。 ① 切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向,也是正電荷的受力方向. ② 靜電場(chǎng)電場(chǎng)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(chǎng)的強(qiáng)弱,也表示該處場(chǎng)強(qiáng)的大。矫埽瑒tE越強(qiáng) ④ 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行且等間距直線表示.(平行板電容器間的電場(chǎng),邊緣除外) ⑤ 沒有畫出電場(chǎng)線的地方不一定沒有電場(chǎng). ⑥ 沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來越低.但E不一定減;沿E方向電勢(shì)降低最快的方向。 ⑦ 電場(chǎng)線⊥等勢(shì)面.電場(chǎng)線由高等勢(shì)面批向低等勢(shì)面. ⑧ 靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不相交,不終斷,不成閉合曲線。但變化的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的。 ⑨ 電場(chǎng)線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡.也不能確定電荷的速度方向。
除非三個(gè)條件同時(shí)滿足:①電場(chǎng)線為直線,②v0=0或v0方向與E方向平行。③僅受電場(chǎng)力作用。
六、熟記幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線特點(diǎn):(重點(diǎn))
勻強(qiáng)電場(chǎng)、點(diǎn)電荷與帶電平板、等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)
①孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng);②等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(連線和中垂線上的電場(chǎng)特點(diǎn));③
等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
(連線和中垂線上的電場(chǎng)特點(diǎn));④勻強(qiáng)電場(chǎng);⑤點(diǎn)電荷與帶電平板;⑥具有某種對(duì)稱性的電場(chǎng);⑦均勻輻射狀的電場(chǎng)⑧周期性變化的電場(chǎng)。
電場(chǎng)能的性質(zhì)(電勢(shì) )
一、電勢(shì)差U (是指兩點(diǎn)間的)
、俣x:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)檢驗(yàn)電荷q(從A→B),電場(chǎng)力做的功WAB跟其電量q的比值叫做這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,UAB=WAB/q 是標(biāo)量.UAB的正負(fù)只表示兩點(diǎn)電勢(shì)誰高誰低。UAB為正表示A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)。 ②數(shù)值上=單位正電荷從A→B過程中電場(chǎng)力所做的功。 ③等于A、B的電勢(shì)之差,即UAB=φA-φB ④在勻強(qiáng)電場(chǎng)中UAB= EdE (dE表示沿電場(chǎng)方向上的距離) 意義:反映電場(chǎng)本身性質(zhì),取決于電場(chǎng)兩點(diǎn),與移動(dòng)的電荷無關(guān),與零電勢(shì)的選取無關(guān), 電勢(shì)差對(duì)應(yīng)靜電力做功, 電能 其它形式的能。 電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)非靜電力做功 電能 其它形式的能 點(diǎn)評(píng):電勢(shì)差很類似于重力場(chǎng)中的高度差.物體從重力場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn),重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點(diǎn)的高度差h=W/G.
二、電勢(shì)
。ㄊ侵改滁c(diǎn)的)描述電場(chǎng)能性質(zhì)的物理量。
必須先選一個(gè)零勢(shì)點(diǎn),(具有相對(duì)性)相對(duì)零勢(shì)點(diǎn)而言,常選無窮遠(yuǎn)或大地作為零電勢(shì)。 正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為正,負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)。
、俣x:某點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)的電勢(shì)差叫做該點(diǎn)的電勢(shì),是標(biāo)量. ②在數(shù)值上=單位正電荷由該點(diǎn)移到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功. 特點(diǎn): ⑴ 標(biāo)量:有正負(fù),無方向,只表示相對(duì)零勢(shì)點(diǎn)比較的結(jié)果。
、 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)由電場(chǎng)本身因素決定,與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。與零勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)。 ⑶ 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,逆。。。。。。(但場(chǎng)強(qiáng)不一定減。。沿E方向電勢(shì)降得最快。 ⑷ 當(dāng)存在幾個(gè)場(chǎng)源時(shí),某處合電場(chǎng)的電勢(shì)等于各個(gè)場(chǎng)源在此處產(chǎn)生電勢(shì)代數(shù)和的疊加。 電勢(shì)高低的判斷方法:1根據(jù)電場(chǎng)線的方向判斷;2電場(chǎng)力做功判斷;3電勢(shì)能變化判斷。 點(diǎn)評(píng):類似于重力場(chǎng)中的高度.某點(diǎn)相對(duì)參考面的高度差為該點(diǎn)的高度.
注意:(1) 高度是相對(duì)的.與參考面的選取有關(guān),而高度差是絕對(duì)的與參考面的選取無關(guān).同樣電勢(shì)是相對(duì)的與零電勢(shì)的選取有關(guān),而電勢(shì)差是絕對(duì)的,與零電勢(shì)的選取無關(guān). (2) 一般選取無限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零.當(dāng)零電勢(shì)選定以后,電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為定值. (3) 電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于A、B的電勢(shì)之差,即UAB=φA-φB,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低. 三、電勢(shì)能E 1概念:由電荷及電荷在電場(chǎng)中的相對(duì)位置決定的能量,叫電荷的電勢(shì)能。 電勢(shì)能具有相對(duì)性,與零參考點(diǎn)的選取有關(guān)(通常選地面或∞遠(yuǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn)) 特別指出:電勢(shì)能實(shí)際應(yīng)用不大,常實(shí)際應(yīng)用的是電勢(shì)能的變化。 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能=把電荷從此點(diǎn)移到電勢(shì)能零處電場(chǎng)力所做的功。E=q φA→0
四、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能
1.電勢(shì)能:電場(chǎng)中電荷具有的勢(shì)能稱為該電荷的電勢(shì)能.電勢(shì)能是電荷與所在電場(chǎng)所共有的。
2.電勢(shì)能的變化: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. 重力勢(shì)能變化:重力做正功重力勢(shì)能減少;重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加. ?
電場(chǎng)力做功:由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向去判斷(4種情況) 功的正負(fù)
電勢(shì)能的變化
。ㄖ攸c(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)) 正、負(fù)電荷沿電場(chǎng)方向和逆電場(chǎng)方向的
4種情況。 (上課時(shí)一定要搞清楚的,否則對(duì)以后的學(xué)習(xí)帶來困難)
電場(chǎng)力做功過程就是電勢(shì)能與其它形式能轉(zhuǎn)化的過程(電勢(shì)差),做功的數(shù)值就是能量轉(zhuǎn)化的多少。 W=FSCOS (勻強(qiáng)電場(chǎng)) W=qEd (d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離) W=qU=-△Ep,U為電勢(shì)差,q為電量. 重力做功:W=Gh,h為高度差,G為重量. 電場(chǎng)力做功跟路徑無關(guān),是由初末位置的電勢(shì)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(shì)面、線、體
1.電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)所組成的面為等勢(shì)面.
2.特點(diǎn) (1) 各點(diǎn)電勢(shì)相等,等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零, 在特勢(shì)面上移動(dòng)電荷(不論方式如何,只要起終點(diǎn)在同一等勢(shì)面上)電場(chǎng)力不做功 電場(chǎng)力做功為零,路徑不一定沿等勢(shì)面運(yùn)動(dòng),但起點(diǎn)、終點(diǎn)一定在同一等勢(shì)面上。 (2) 畫法規(guī)定:相領(lǐng)等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等 等差等勢(shì)面的蔬密可表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱. (3) 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體:整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,其表面為等勢(shì)面.E內(nèi) =0,任兩點(diǎn) 間UAB=0 越靠近導(dǎo)體表面等勢(shì)面越密,形狀越與導(dǎo)體形狀相似,等勢(shì)面越密電場(chǎng)強(qiáng)度越大,曲率半徑越小(越尖)的地方,等勢(shì)面(電場(chǎng)線)都越密,這就可解釋尖端放電現(xiàn)象,如避雷針。 (4) 勻強(qiáng)電場(chǎng),電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距離相等,點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距不相等,越向外距離越大. (5) 等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等但電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相等. (6) 電場(chǎng)線⊥等勢(shì)面,且由電勢(shì)高的面指向電勢(shì)低的面,沒電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。 (7) 兩個(gè)等勢(shì)面永不相交.
規(guī)律方法
1、一組概念的理解與應(yīng)用 電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)強(qiáng)度都是用來描述電場(chǎng)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(shì)與電勢(shì)能比較:
jjjjjjjjjj1
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的對(duì)比
jjjjjj3-4
2.公式E=U/d的理解與應(yīng)用
(1)公式E=U/d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)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向.
(2)公式E=U/d只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),且d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.
(3)對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng),此公式也可用來定性分析,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E越大處,d越小,即等勢(shì)面越密.
3、 電場(chǎng)力做功與能量的變化應(yīng)用
電場(chǎng)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(chǎng)力做功的特點(diǎn)——與路徑無關(guān) 知識(shí)簡(jiǎn)析
一、電場(chǎng)中的導(dǎo)體
1、靜電感應(yīng):把金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng)E外中,由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用定向移動(dòng),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(chǎng)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(chǎng)中受力去分析。 靜電感應(yīng)可從兩個(gè)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(shì)的角度來解釋,導(dǎo)體中的電子總是沿電勢(shì)高的方向移動(dòng).
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(gè)附加電場(chǎng)E附,這個(gè)E附與原電場(chǎng)方向相反,當(dāng)E附增到與原電場(chǎng)等大時(shí),(即E附與E外),合場(chǎng)強(qiáng)為零,自由電子定向移動(dòng)停止,這時(shí)的導(dǎo)體處于靜電平平衡狀態(tài)。 注意:這沒有定向移動(dòng)而不是說導(dǎo)體內(nèi)部的電荷不動(dòng),內(nèi)部的電子仍在做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。
3.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn):
(1)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,電場(chǎng)線在導(dǎo)體內(nèi)部中斷。導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度是外加電場(chǎng)和感應(yīng)
電荷產(chǎn)生電場(chǎng)這兩種電場(chǎng)疊加的結(jié)果.表面任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟該點(diǎn)表面垂直。 (因?yàn)榧偃魞?nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為零,則內(nèi)部電荷會(huì)做定向運(yùn)動(dòng),那么就不是靜電平衡狀態(tài)了)
。2)凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面,內(nèi)部沒有凈電荷.曲率半徑小的地方,面電荷密度大,電場(chǎng)強(qiáng),這一原理的避雷針 (因?yàn)閮綦姾芍g有斥力,所以彼此間距離盡量大,凈電荷都在導(dǎo)體表面)
(3)是一個(gè)等勢(shì)體,表面是一個(gè)等勢(shì)面.導(dǎo)體表面上任意兩點(diǎn)間電勢(shì)差為零。 (因?yàn)榧偃魧?dǎo)體中某兩點(diǎn)電勢(shì)不相等,這兩點(diǎn)則有電勢(shì)差,那么電荷就會(huì)定向運(yùn)動(dòng)). 靜電場(chǎng)中的幾個(gè)重要結(jié)論: ① 勻強(qiáng)電場(chǎng)中,相互平行的兩線線段的端點(diǎn)的電勢(shì)差相等。任意一段線段中點(diǎn)的電勢(shì)等于兩端點(diǎn)電勢(shì)的平均值。 ② 三個(gè)電荷平衡問題:(沒有其它力作用) 電性:兩同夾異;電量:兩大夾小。 ③ 兩個(gè)電荷量之和這定值時(shí),當(dāng)且僅當(dāng)它們的電荷量相等時(shí),兩電荷間的庫侖力最大。