物理靜電場(chǎng)總結(jié)兩篇
物理靜電場(chǎng)總結(jié)兩篇
篇一:物理靜電場(chǎng)總結(jié)
一、電荷、電荷守恒定律
1、兩種電荷:“+”“-”用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電荷,用絲綢摩擦過(guò)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1.6×10C,是一個(gè)電子(或質(zhì)子)所帶的電量。說(shuō)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(kù)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(xiàn)上。方向由電性決定(同性相斥、異性相吸) -19
2. 公式: k=9.0×10N〃m/C 922
極大值問(wèn)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(wàn)有引力很相似,但又有不同:對(duì)質(zhì)量均勻分布的球,無(wú)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(kù)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:①帶正負(fù)計(jì)算,為正表示斥力;為負(fù)表示引力。
②一般電荷用絕對(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(wèn)題,靜電場(chǎng)的典型問(wèn)題,它們均處于平衡狀態(tài)時(shí)的規(guī)律。
① “三點(diǎn)共線(xiàn),兩同夾異,兩大夾小”
② 中間電荷靠近另兩個(gè)中電量較小的。
③
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(wú)關(guān)。
三、電場(chǎng):
1、存在于帶電體周?chē)膫鬟f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(guò)電場(chǎng)進(jìn)行的。
電場(chǎng):只要電荷存在它周?chē)痛嬖陔妶?chǎng),電場(chǎng)是客觀(guān)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?chē)氖庆o電場(chǎng),若電荷運(yùn)動(dòng)周?chē)粏斡须妶?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):
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(shuō)××正此,××反比(下同) ② (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)③(導(dǎo)出式,僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),其中d是沿電場(chǎng)線(xiàn)方向上的距離)
④ 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
⑤ 利用對(duì)稱(chēng)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(xiàn)的切線(xiàn)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(xiàn): 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(xiàn)[描述E的強(qiáng)弱(疏密)和方向]。電場(chǎng)線(xiàn)實(shí)際上并不存.但E又是客觀(guān)存在的,電場(chǎng)線(xiàn)是人為引入的研究工具。電場(chǎng)線(xiàn)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(xiàn)形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng)或磁場(chǎng)。
① 切線(xiàn)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(xiàn)有始有終:始于“+”,終止于“-”或無(wú)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(wú)窮遠(yuǎn)處終止,或者從無(wú)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)的大小.越密,則E越強(qiáng)
④ 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)平行且等間距直線(xiàn)表示.(平行板電容器間的電場(chǎng),邊緣除外) ⑤ 沒(méi)有畫(huà)出電場(chǎng)線(xiàn)的地方不一定沒(méi)有電場(chǎng).
⑥ 沿著電場(chǎng)線(xiàn)方向,電勢(shì)越來(lái)越低.但E不一定減小;沿E方向電勢(shì)降低最快的方向。 ⑦ 電場(chǎng)線(xiàn)⊥等勢(shì)面.電場(chǎng)線(xiàn)由高等勢(shì)面批向低等勢(shì)面.
⑧ 靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)不相交,不終斷,不成閉合曲線(xiàn)。但變化的電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)是閉合的。 ⑨ 電場(chǎng)線(xiàn)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(mǎn)足:①電場(chǎng)線(xiàn)為直線(xiàn),②v0=0或v0方向與E方向平行。③僅受電場(chǎng)力作用。 熟記幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)特點(diǎn):(重點(diǎn))
①孤立點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng);②等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(連線(xiàn)和中垂線(xiàn)上的電場(chǎng)特點(diǎn));③等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(連線(xiàn)和中垂線(xiàn)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(chēng)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)。
一、電勢(shì)差U (是指兩點(diǎn)間的)
①定義: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(shuí)高誰(shuí)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(guò)程中電場(chǎng)力所做的功。
③等于A(yíng)、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(wú)關(guān),與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān),
電勢(shì)差對(duì)應(yīng)靜電力做功, 電能
電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)非靜電力做功 電能其它形式的能。 其它形式的能
點(diǎn)評(píng):電勢(shì)差很類(lèi)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)(是指某點(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(wú)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)。 ①定義: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(wú)方向,只表示相對(duì)零勢(shì)點(diǎn)比較的結(jié)果。
⑵ 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(wú)關(guān)。與零勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)。
⑶ 沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低,逆。。。。。。(但場(chǎng)強(qiáng)不一定減小)。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(xiàn)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(lèi)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(wú)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(wú)關(guān).
(2) 一般選取無(wú)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(yíng)、B的電勢(shì)之差,即UAB=φA-φB,沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低.
三、電勢(shì)能EP
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(chēng)為該電荷的電勢(shì)能.電勢(shì)能是電荷與所在電所共有的。
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.
3. 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)化(重點(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。對(duì)以后的學(xué)習(xí)帶來(lái)困難) 功的正負(fù)電勢(shì)能的變 (上課時(shí)一定要搞清楚的,否則
電場(chǎng)力做功過(guò)程就是電勢(shì)能與其它形式能轉(zhuǎn)化的過(guò)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.
篇二:大學(xué)物理靜電場(chǎng)總結(jié)
第七章、靜
一、兩個(gè)基本物理量(場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì))
1、電場(chǎng)強(qiáng)度
電 場(chǎng)
⑴、 試驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中不同點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小、方向都可能不同;而在
同一點(diǎn),電場(chǎng)力的大小與試驗(yàn)電荷電量成正比,若試驗(yàn)電荷異號(hào),則所 受電場(chǎng)力的方向相反。我們就用
F q
F
來(lái)表示電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,用 q
E表示,即E
對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解:
①反映電場(chǎng)本身性質(zhì),與所放電荷無(wú)關(guān)。
②E的大小為單位電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力,E的方向?yàn)檎姾伤茈妶?chǎng)力
的方向。
③單位為N/C或V/m
④電場(chǎng)中空間各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都相同稱(chēng)為勻強(qiáng)電場(chǎng) ⑵、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度
以點(diǎn)電荷Q所在處為原點(diǎn)O,任取一點(diǎn)P(場(chǎng)點(diǎn)),點(diǎn)O到點(diǎn)P的位矢為r,把試
驗(yàn)電荷q放在P點(diǎn),有庫(kù)侖定律可知,所受電場(chǎng)力為:
E
F1Q
2
q40r
⑶常見(jiàn)電場(chǎng)公式
無(wú)限大均勻帶電板附近電場(chǎng):
E
20
2、電勢(shì)
⑴、電場(chǎng)中給定的電勢(shì)能的大小除與電場(chǎng)本身的性質(zhì)有關(guān)外,還與檢驗(yàn)電荷
有關(guān),而比值
Epa0
則與電荷的大小和正負(fù)無(wú)關(guān),它反映了靜電場(chǎng)中某給
定點(diǎn)的性質(zhì)。為此我們用一個(gè)物理量-電勢(shì)來(lái)反映這個(gè)性質(zhì)。即V⑵、對(duì)電勢(shì)的幾點(diǎn)說(shuō)明 ①單位為伏特V
Ep
E ②通常選取無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地為電勢(shì)零點(diǎn),則有:V
p
Edr
p
即P點(diǎn)的電勢(shì)等于場(chǎng)強(qiáng)沿任意路徑從P點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)處的線(xiàn)積分。
⑶常見(jiàn)電勢(shì)公式 點(diǎn)電荷電勢(shì)分布:V
半徑為R的均勻帶點(diǎn)球面電勢(shì)分布:V
q40r
q40Rq40r
0rR
V
rR
二、四定理
1、場(chǎng)強(qiáng)疊加定理
點(diǎn)電荷系所激發(fā)的電場(chǎng)中某點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)對(duì)
該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。即
EE1E2...En
2、電勢(shì)疊加定理
V1 、V2 ...Vn 分別為各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在P點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)電荷系
的電場(chǎng)中,某點(diǎn)的電勢(shì)等于各點(diǎn)電荷單獨(dú) 存在時(shí)在該點(diǎn)電勢(shì)的代數(shù)和。 3、高斯定理
在真空中的靜電場(chǎng)內(nèi),通過(guò)任意封閉曲面的電通量等于該閉合曲面包圍的所
有電荷的代數(shù)和除以說(shuō)明:
①高斯定理是反映靜電場(chǎng)性質(zhì)的一條基本定理。
②通過(guò)任意閉合曲面的電通量只取決于它所包圍的電荷的代數(shù)和。 ③高斯定理中所說(shuō)的閉合曲面,通常稱(chēng)為高斯面。
三、靜電平衡
1、靜電平衡
當(dāng)一帶電體系中的電荷靜止不動(dòng),從而電場(chǎng)分布不隨時(shí)間變化時(shí),帶電
體系即達(dá)到了靜電平衡。
說(shuō)明:
①導(dǎo)體的特點(diǎn)是體內(nèi)存在自由電荷。在電場(chǎng)作用下,自由電荷可以移動(dòng),
從而改變電荷分布;而電荷分布的改變又影響到電場(chǎng)分布。 ②均勻?qū)w的靜電平衡條件:體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為零。 ③導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是個(gè)等勢(shì)面。 ④導(dǎo)體外靠近其表面的地方場(chǎng)強(qiáng)處處與表面垂直。
2、靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布
在達(dá)到靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部處處沒(méi)有凈電荷,電荷只分布在導(dǎo)體的表
面。
說(shuō)明:
①在靜電平衡狀態(tài)下,導(dǎo)體表面之外附近空間的場(chǎng)強(qiáng)E與該處導(dǎo)體表面
的面電荷密度的關(guān)系為:E
③表面曲率的影響(孤立導(dǎo)體)表面曲率較大的地方(突出尖銳),較
大;曲率較小的地方(較平坦),較小 3、導(dǎo)體殼 ①腔內(nèi)無(wú)帶電體
當(dāng)導(dǎo)體殼內(nèi)沒(méi)有其他帶電體時(shí),在靜電平衡下,導(dǎo)體殼的內(nèi)表面上處處
沒(méi)有電荷,電荷只能分布在外表面;空腔內(nèi)沒(méi)有電場(chǎng)
②腔內(nèi)有帶電體
當(dāng)導(dǎo)體殼腔內(nèi)有其他帶電體時(shí),在靜電平衡狀態(tài)下,導(dǎo)體殼的內(nèi)表面所
帶電荷與腔內(nèi)電荷的代數(shù)和為0
③靜電屏蔽
封閉導(dǎo)體殼(不論接地與否)內(nèi)部的電場(chǎng)不受外電場(chǎng)的影響; 接地封閉導(dǎo)體殼(或金屬絲網(wǎng))外部的場(chǎng)不受殼內(nèi)電荷的影響。
四、電通量、電容及電場(chǎng)中的能量計(jì)算
1、電通量
取電場(chǎng)中任一面元ds,通過(guò)此面元的電場(chǎng)線(xiàn)條數(shù)即定義為通過(guò)這一面元的電
通量 d
①通過(guò)任意曲面的電通量為:edeEds
s
②對(duì)封閉曲面來(lái)說(shuō),eEds
s
并且,對(duì)于封閉曲面,取其外法線(xiàn)矢量為正方向,即穿入為負(fù)、穿出為正。 2、電容
①使導(dǎo)體每升高單位電勢(shì)所需要的電量 ②單位:法拉F、F、pF
③電容C是與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)的一個(gè)常數(shù),與q、V無(wú)關(guān) 3、電容器
兩個(gè)帶有等量異號(hào)電荷的導(dǎo)體所組成的系統(tǒng)。 說(shuō)明:
①電容器的電容與兩導(dǎo)體的尺寸、形狀、相對(duì)位置有關(guān)
②通常在電容器兩金屬極板間夾有一層電介質(zhì),也可以就是空氣或真空。
電介質(zhì)會(huì)影響電容器的電容。 ③平行板電容器C0
S
d
④球形電容器 C4、靜電場(chǎng)中的能量
q11
4RARB
①電容器的電能為:We
12
CU 2
1
②能量密度(單位體積內(nèi)的電場(chǎng)能量)為:We
2
E
2
五、靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)
篇三:高中物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
靜電場(chǎng)--知識(shí)點(diǎn)
一、庫(kù)倫定律與電荷守恒定律
1.庫(kù)侖定律
(1)真空中的兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力與它們電荷量的乘積成正比,與它們距離的二次方
成反比,作用力的方向在他們的連線(xiàn)上。
(2)電荷之間的相互作用力稱(chēng)之為靜電力或庫(kù)倫力。
(3)當(dāng)帶電體的距離比他們的自身大小大得多以至于帶電體的形狀、大小、電荷的分布狀況對(duì)它們之
間的相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),這樣的帶電體可以看做帶電的點(diǎn),叫點(diǎn)電荷。類(lèi)似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),也時(shí)一種理想化的模型。
2.電荷守恒定律
電荷既不能創(chuàng)生,也不能消失,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)移到物體的另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的總量保持不變,這個(gè)結(jié)論叫電荷守恒定律。
電荷守恒定律也常常表述為:一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變的。
二、電場(chǎng)的力的性質(zhì)
1.電場(chǎng)強(qiáng)度
(1)定義:放入電場(chǎng)中的某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值,叫該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。
該電場(chǎng)強(qiáng)度是由場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的。
(2)公式:EF q
(3)方向:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,規(guī)定某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。負(fù)電
荷在電場(chǎng)中受的靜電力的方向跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反。
2.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
(1)公式:EKQ 2r
(2)以點(diǎn)電荷為中心,r為半徑做一球面,則球面上的個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,E的方向沿著半徑向里(負(fù)電荷)或向外(正電荷)
3.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
如果場(chǎng)源電荷不只是一個(gè)點(diǎn)電荷,則電場(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)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。
4.電場(chǎng)線(xiàn)
(1)電場(chǎng)線(xiàn)是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條的由方向的曲線(xiàn),曲線(xiàn)上每點(diǎn)的切線(xiàn)方向,表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,電場(chǎng)線(xiàn)不是實(shí)際存在的線(xiàn),而是為了描述電場(chǎng)而假想的線(xiàn)。
(2)電場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn)
電場(chǎng)線(xiàn)從正電荷或從無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā)終止于無(wú)窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷;電場(chǎng)線(xiàn)在電場(chǎng)中不相交;在同一電場(chǎng)里,電場(chǎng)線(xiàn)越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大;勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)是均勻的平行且等距離的線(xiàn)。
三、電場(chǎng)的能的性質(zhì)
1.電勢(shì)能
電勢(shì)能:由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān),電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能,這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能。
2.電勢(shì)
(1)電勢(shì)是表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量,通過(guò)研究電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能與它的電荷量的比值得出。
(2)公式:EP (與試探電荷無(wú)關(guān)) q
(3)電勢(shì)與電場(chǎng)線(xiàn)的關(guān)系:電勢(shì)順線(xiàn)降低。
(4)零電勢(shì)位置的規(guī)定:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān),大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)默認(rèn)為零。
3.等勢(shì)面
(1)定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。
(2)特點(diǎn):一是在同一等勢(shì)面上的各點(diǎn)電勢(shì)相等,所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功二是電場(chǎng)線(xiàn)一定跟等勢(shì)面垂直,并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。
4.電場(chǎng)力做功
(1)電場(chǎng)力做功與電荷電勢(shì)能變化的關(guān)系:
電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電荷電勢(shì)能減少;電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功,電荷電勢(shì)能增加。電勢(shì)能增加或減少的數(shù)值等于電場(chǎng)力做功的數(shù)值。
(2)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):
電荷在電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí),它的電勢(shì)能的變化量勢(shì)確定的,因而移動(dòng)電荷做功的 值也勢(shì)確定的,所以,電場(chǎng)力移動(dòng)電荷所做的功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān),僅與始末位置的電勢(shì)差由關(guān),這與重力做功十分相似。
四、電容器、電容
1.電容器 任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成是一個(gè)電容器。(最簡(jiǎn)單的電容器是平行板電容器,金屬板稱(chēng)為電容器的兩個(gè)極板,絕緣物質(zhì)稱(chēng)為電介質(zhì))
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
表達(dá)式:CQ U
(2)平行板電容器電容公式:C
五、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1.加速:quS 4Kd1122mv2mv1 22
L v2.偏轉(zhuǎn):當(dāng)帶點(diǎn)粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),帶電粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng) 粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t
粒子在y方向獲得的速度vyqul mdv0
qul2qul粒子在y方向的位移y粒子的偏轉(zhuǎn)角:22mdv2mdv0 0
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