高三物理電場知識點

2020-11-23 高考網

  1.庫侖定律

  ⑴電荷守恆定律:電荷既不能創造,也不能被消滅,它只能從一個物體轉移到另一個物體,或從物體的這一部分轉移到另一部分。

  物體帶電的最小單元:元電荷e=1.6010-19庫

  ⑴庫侖定律:表達式: 其中靜電力常量K=9109牛米2 /庫2

  2.電場強度

  ⑴電場:①電荷周圍空間存在電場,它的最基本性質之一。②對於處在其中的電荷有力的作用,電荷之間通過電場發生作用,電場是一種特殊的物質。  ⑵電場強度:①表徵電場力的性質,是矢量,方向與放在該點的正電荷所受電場力方向相同,與電場線上該點的切線方向相同。②E=F/q -適用於一切電場(在合電場或介質中,仍然是E=F/q),它與F、q 的大小無關。③E=KQ/r2 -只適用於真空中點電荷的電場,E與Q成正比,與r2成反比。④E=U/d -適用於勻強電場,其中d是沿場強方向計算的。⑤勻強電場:各點的場強的大小和方向都相同。

  3.電場線

  ⑴作用:①用來直觀地描述電場性質的假想的線。②電場線上某點的切線方向都與該點的場強方向相同。③電場線密的地方場強也大。

  ⑵特點:①電場線不是帶電粒子的運動軌跡。②它起始於正電荷,終止於負電荷。③任意兩條電場線不相交(在幾個電荷形成的電場中,電場線表示它們合電場的情況)。④勻強電場的電場線是等距的平行直線。

  4.電勢、電勢能

  ⑴電勢和電勢差:①它是描述電場的能的性質的物理量,電勢是標量,與零電勢的選擇有關,一般取離電荷無限遠或接地處電勢為零。②順電場線方向電勢逐漸降低。③如果選定距產生電場的電荷無限遠處電勢為零,則正電荷的電場中各點的電勢為正值,負電荷電場中各點的電勢為負值,等量正、負電荷連線的中垂線上各點的電勢為零。④電場中兩點的電勢之差UAB=UA-UB =W/q=(A-B)/q,一般取它的絕對值,與零電勢的選擇無關。

  ⑵電勢能:①它的大小除與電荷本身的電量和所在位置有關外,還與零電勢的選擇有關。用表示,=uq。②電場力做功與電勢能變化:電場力對電荷做功,電荷的電勢能減少,電荷克服電場力做功,電勢能增大,電勢能變化的數值等於電場力做功的數值。③電場中某點的電勢與檢驗電荷的電量無關,放在某點的電荷所具有的電勢能除與該點的電勢有關外,還與電荷的電量有關。

  ⑶等勢面:①等勢面上各點電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力不做功。②等勢面一定與電場線垂直。點電荷的等勢面是以點電荷為圓心的同心球面,勻強電場的等勢面是與電場線垂直的平面。

  ⑷注意點

  ⑴電荷移動與電勢:①電場力對電荷做功(正功),電荷的電勢能一定減少。②如果放入初速度為零的正電荷,則它是從電勢高的地方向電勢低的地方移動。但正電荷在電場力作用下的移動,不一定是從電勢高的地方向電勢低的地方移動,因為還要考慮電荷是否有初速度及初速度的方向。

  ⑵計算電場力做時,W=qU適用於任何電場,電場力對q做功與路徑無關,W=qES適用於勻強電場,其中S是沿電場方向的位移(即與移動路徑無關)。

  ⑶分析問題:分析電荷在電場中的情況,要儘量藉助電場線,通過受力分析和運動狀態分析去判斷電荷的運動、電場力做功。

  5.靜電屏蔽

  ⑴靜電平衡狀態:①導體中(包括表面)沒有電荷的定向移動的狀態。②處於靜電平衡狀態的導體,內部的場強處處為零。③導體是一個等勢體。

  ⑵靜電屏蔽:處一於靜電平衡狀態的導體內部區域,不受外部電場的影響。

  6.帶電粒子在電場中的運動

  ⑴加速:V0=0時,qU=mV2 /2,在勻強電場中a=Eq/m

  ⑵帶電粒子在勻強電場中的偏轉:①類似平拋運動。②運動時間:t=L/V0,其中L為電場的寬度(或電容極板長度),初速度V0E。③側位移和偏轉角:根據a=Eq/m=qU/md,L=V0t,得 ,根據tg=Vt /V0,Vt=at,得 。

  帶電粒子從平行板電容器的一端垂直於場強方向射入電場,從另一端離開時,它的速度方向的延長線與入射方向延長線的交點,正好是板間相當於板長的中點。

  如果粒子先通過電U1加速,垂直進入電壓U2中的勻強電場:Y=U2 L2 /4dU1,tg=U2 L/2dU1,說明側位移Y與偏轉角與粒子的帶電量q和質量m無關,即不同的粒子的軌跡相同。

  帶電粒子在電場中運動時,是否要考慮重力作用,要根據具體情況決定,基本粒子(電子、質子、粒子、離子等),除有說明的外,一般不考慮重力,而液滴、顆料、微粒、小球等,除註明不考慮重力外,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。使電容器的兩極板間的電勢差增加1伏所需的電量,叫電容器的電容。②兩個彼此絕緣而又互相靠近的導體就可組成一個電容器。

  ⑵定義式:C=Q/U(=Q/U),表示C與Q、U的大小無關,同一電容器,當U變化時,Q也隨著變化,但Q/U的值保持不變,1F=106F=1012pF。

  ⑶決定量:對平行板電容器的電容CS/d;

  ⑷電容器中有關Q、E、U、C的變化:①保持與電源相連接:即U不變,當極板距離增大時,C減小,Q也減小,但E=U/d增大。②充電後脫離電源:即Q不變,當極板距離增大時,C減小,U增大,但E不變。

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