高三物理電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)
2019-04-09 19:59:17本站原創(chuàng)
1.庫(kù)侖定律
⑴電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能被消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
物體帶電的最小單元:元電荷e=1.6010-19庫(kù)
、艓(kù)侖定律:表達(dá)式: 其中靜電力常量K=9109牛米2 /庫(kù)2
2.電場(chǎng)強(qiáng)度
、烹妶(chǎng):①電荷周圍空間存在電場(chǎng),它的最基本性質(zhì)之一。②對(duì)于處在其中的電荷有力的作用,電荷之間通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生作用,電場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)。 、齐妶(chǎng)強(qiáng)度:①表征電場(chǎng)力的性質(zhì),是矢量,方向與放在該點(diǎn)的正電荷所受電場(chǎng)力方向相同,與電場(chǎng)線上該點(diǎn)的切線方向相同。②E=F/q -適用于一切電場(chǎng)(在合電場(chǎng)或介質(zhì)中,仍然是E=F/q),它與F、q 的大小無(wú)關(guān)。③E=KQ/r2 -只適用于真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng),E與Q成正比,與r2成反比。④E=U/d -適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),其中d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向計(jì)算的。⑤勻強(qiáng)電場(chǎng):各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都相同。
3.電場(chǎng)線
、抛饔茫孩儆脕(lái)直觀地描述電場(chǎng)性質(zhì)的假想的線。②電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同。③電場(chǎng)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)也大。
⑵特點(diǎn):①電場(chǎng)線不是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。②它起始于正電荷,終止于負(fù)電荷。③任意兩條電場(chǎng)線不相交(在幾個(gè)電荷形成的電場(chǎng)中,電場(chǎng)線表示它們合電場(chǎng)的情況)。④勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是等距的平行直線。
4.電勢(shì)、電勢(shì)能
、烹妱(shì)和電勢(shì)差:①它是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量,電勢(shì)是標(biāo)量,與零電勢(shì)的選擇有關(guān),一般取離電荷無(wú)限遠(yuǎn)或接地處電勢(shì)為零。②順電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。③如果選定距產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則正電荷的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為正值,負(fù)電荷電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)值,等量正、負(fù)電荷連線的中垂線上各點(diǎn)的電勢(shì)為零。④電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)之差UAB=UA-UB =W/q=(A-B)/q,一般取它的絕對(duì)值,與零電勢(shì)的選擇無(wú)關(guān)。
、齐妱(shì)能:①它的大小除與電荷本身的電量和所在位置有關(guān)外,還與零電勢(shì)的選擇有關(guān)。用表示,=uq。②電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化:電場(chǎng)力對(duì)電荷做功,電荷的電勢(shì)能減少,電荷克服電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能增大,電勢(shì)能變化的數(shù)值等于電場(chǎng)力做功的數(shù)值。③電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)與檢驗(yàn)電荷的電量無(wú)關(guān),放在某點(diǎn)的電荷所具有的電勢(shì)能除與該點(diǎn)的電勢(shì)有關(guān)外,還與電荷的電量有關(guān)。
⑶等勢(shì)面:①等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功。②等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直。點(diǎn)電荷的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為圓心的同心球面,勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是與電場(chǎng)線垂直的平面。
、茸⒁恻c(diǎn)
、烹姾梢苿(dòng)與電勢(shì):①電場(chǎng)力對(duì)電荷做功(正功),電荷的電勢(shì)能一定減少。②如果放入初速度為零的正電荷,則它是從電勢(shì)高的地方向電勢(shì)低的地方移動(dòng)。但正電荷在電場(chǎng)力作用下的移動(dòng),不一定是從電勢(shì)高的地方向電勢(shì)低的地方移動(dòng),因?yàn)檫要考慮電荷是否有初速度及初速度的方向。
⑵計(jì)算電場(chǎng)力做時(shí),W=qU適用于任何電場(chǎng),電場(chǎng)力對(duì)q做功與路徑無(wú)關(guān),W=qES適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),其中S是沿電場(chǎng)方向的位移(即與移動(dòng)路徑無(wú)關(guān))。
、欠治鰡(wèn)題:分析電荷在電場(chǎng)中的情況,要盡量借助電場(chǎng)線,通過(guò)受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析去判斷電荷的運(yùn)動(dòng)、電場(chǎng)力做功。
5.靜電屏蔽
⑴靜電平衡狀態(tài):①導(dǎo)體中(包括表面)沒(méi)有電荷的定向移動(dòng)的狀態(tài)。②處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。③導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體。
、旗o電屏蔽:處一于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部區(qū)域,不受外部電場(chǎng)的影響。
6.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
、偶铀伲篤0=0時(shí),qU=mV2 /2,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中a=Eq/m
、茙щ娏W釉趧驈(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn):①類似平拋運(yùn)動(dòng)。②運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t=L/V0,其中L為電場(chǎng)的寬度(或電容極板長(zhǎng)度),初速度V0E。③側(cè)位移和偏轉(zhuǎn)角:根據(jù)a=Eq/m=qU/md,L=V0t,得 ,根據(jù)tg=Vt /V0,Vt=at,得 。
帶電粒子從平行板電容器的一端垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向射入電場(chǎng),從另一端離開時(shí),它的速度方向的延長(zhǎng)線與入射方向延長(zhǎng)線的交點(diǎn),正好是板間相當(dāng)于板長(zhǎng)的中點(diǎn)。
如果粒子先通過(guò)電U1加速,垂直進(jìn)入電壓U2中的勻強(qiáng)電場(chǎng):Y=U2 L2 /4dU1,tg=U2 L/2dU1,說(shuō)明側(cè)位移Y與偏轉(zhuǎn)角與粒子的帶電量q和質(zhì)量m無(wú)關(guān),即不同的粒子的軌跡相同。
帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),是否要考慮重力作用,要根據(jù)具體情況決定,基本粒子(電子、質(zhì)子、粒子、離子等),除有說(shuō)明的外,一般不考慮重力,而液滴、顆料、微粒、小球等,除注明不考慮重力外,則一般要考慮重力。
7.電容器
⑴電容和電容器:①電容表示電容器容納電荷的本領(lǐng)。使電容器的兩極板間的電勢(shì)差增加1伏所需的電量,叫電容器的電容。②兩個(gè)彼此絕緣而又互相靠近的導(dǎo)體就可組成一個(gè)電容器。
、贫x式:C=Q/U(=Q/U),表示C與Q、U的大小無(wú)關(guān),同一電容器,當(dāng)U變化時(shí),Q也隨著變化,但Q/U的值保持不變,1F=106F=1012pF。
、菦Q定量:對(duì)平行板電容器的電容CS/d;
⑷電容器中有關(guān)Q、E、U、C的變化:①保持與電源相連接:即U不變,當(dāng)極板距離增大時(shí),C減小,Q也減小,但E=U/d增大。②充電后脫離電源:即Q不變,當(dāng)極板距離增大時(shí),C減小,U增大,但E不變。