高二物理第一章知识总结

第一章电场一、基本知识点梳理1、点电荷：当本身线度比电荷间的距离小很多，研究相互作用时，该带电体的形状可忽略，相当于一个带电的点，叫点电荷。自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷，同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引。元电荷(e＝1.60×10-19C）:带电体电荷量等于元电荷的整数倍。2、库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)；k:静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2；Q1、Q2:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)；作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝3、电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q：检验电荷的电量(C)｝4、真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝5、匀强电场的场强E＝UAB/d｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝6、电场力：F＝qE｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝7、电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝ΔEP减/q8、电场力做功：WAB＝qUAB＝qEd＝ΔEP减｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔEP减：带电体由A到B时势能的减少量｝9、电势能：EPA＝qφA｛EPA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝10、电势能的变化ΔEP减＝EPA-EPB｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的减少量｝11、电场力做功与电势能变化WAB＝ΔEP减＝qUAB(电场力所做的功等于电势能的减少量)12、电容C＝Q/U(定义式,计算式)｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝13、平行板电容器的电容C＝εS/（4πkd）（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容器UQC=（定义式），kdSC4电容的单位是法拉（F）决定平行板电容器电容大小的因素是两极板的正对面积、两极板的距离以及两极板间的电介质（Ⅰ）、电容器跟电源相连，U不变，q随C而变。d↑→C↓→q↓→E↓ε、S↑→C↑→q↑→E不变。（Ⅱ）、充电后断开，q不变，U随C而变。d↑→C↓→U↑→skqsdkdqcdqdUE44不变。ε、S↓→C↓→U↑→E↑。14、电场线：用来形象描述电场的假想曲线，是由法拉第引入的。理解：①、起始于正电荷（无穷远处），终止于负电荷（无穷远处），不是闭合曲线，不相交。②、电场线上一点的切线方向为该点场强方向。③、电场线的疏密程度反映了场强的大小。④、匀强电场的电场线是平行等距的直线。⑤、沿电场线方向电势逐点降低，是电势最低最快的方向。⑦、电场线并非电荷运动的轨迹。电场线的性质:a．电场线起始于正电或无穷远，终止于负电荷或无穷远。b．任何两条电场线不会相交。c.静电场中，电场线不形成闭合线。d．电场线的疏密代表场强强弱。15、等势面：电势相等的点构成的面有以下特征；①在同一等势面上移动电荷电场力不做功。②等势面与电场力垂直。③电场中任何两个等势面不相交。④电场线由高等势面指向低等势面。⑤规定：相邻等势面间的电势差相差，所以等势面的疏密反映了场强的大小（匀强点电荷电场等势面的特点）⑥几种等势面的性质【A】等量同种电荷连线和中线上连线上：中点电势最小中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。【B】等量异种电荷连线上和中线上连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。中线上：各点电势相等且都等于零。16、电场力做功与电势能的关系：①、通过电场力做功说明：电场力做正功，电势能减小。电场力做负功，电势能增大。②、正电荷：顺着电场线移动时，电势能减小。逆着电场线移动时，电势能增加。负电荷：顺着电场线移动时，电势能增加。逆着电场线移动时，电势能减小。③、求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能④、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。二、带电粒子在电场中运动问题1、带电粒子在电场中（1）初速度为零时221mvqU（2）初速度不为零时mvmvqU2022121上述公式适用于匀强和非匀强电场。2．带电粒子的偏转：带电粒子仅受电场力作用为初速度v0垂直进入匀强电场，做类平势运动，此类问题一般都是分解为两个方向的分运动来处理。沿初速度方向做匀速运动：vx=v0，x=v0t沿电场方向做匀加速运动：vy=at，y=at2/2两个分运动的联系桥梁：时间t相等若偏转电场的电压为U、距离为d，则带电粒子的加速度为a=qU/md，任意时刻的速度为vvvty220侧移量mdqUxy2/220。偏转角θ的正切为mdvqUvvtgxy//020。3．处理带电粒子运动问题的三条途径：（1）匀变速直线运动公式和牛顿运动定律（2）运动定理或能量守恒定律（3）运动定理和动量守恒定律4．带电粒子所受重力是否可以忽略；（1）基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外一般都可忽略不计。（2）带电颗粒：如液滴、尘埃、小球一般都不能忽略。5.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用)：类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d)垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m＝qU/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；(3）常见电场的分布要求熟记；(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；(6)电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；(8)其它相关内容：静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面