高中物理必修3-1静电场复知识点

-1-静电场复习提纲一、电荷及电荷守恒定律1、两种电荷：在自然界中存在两种电荷，即正电荷和负电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电．2、电荷的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，任何带电物体都能吸引轻小物体．3、起电方式：使物体带电的三种方式有摩擦起电、接触起电、感应起电，物体带电的本质是电子的转移．注意：完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分．4、电荷量⑴概念：电荷的多少叫电荷量．⑵在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，e＝1.60×10－19C.5、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体，在任何转移的过程中，电荷的总量不变，这个规律叫做电荷守恒定律．二、库仑定律1、点电荷：是一种理想化模型，只要带电体的大小、形状等因素对它们之间相互作用力的影响可忽略时，带电体可视为点电荷，均匀带电球体可视为位置在球心的点电荷．注意：两带电体的距离远大于带电体的尺寸，带电体就可视为点电荷．2、库仑定律⑴内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力的大小，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向沿着它们的连线．⑵表达式：(其中k＝9.0×109N·m2/C2，叫静电力常量)⑶适用条件：①.真空；②点电荷．⑷注意：对于两个带电金属球间的相互作用力的计算，要考虑金属表面电荷的重新分布，只有均匀带电球体才可视为电荷集中于球心的点电荷．3、三点电荷平衡问题如图所示，在一条直线上的三点A、B、C，自由放置点电荷QA、QB、QC，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹－异)(2)QAQB，QCQB(两大夹－小)(3)若QCQA则QB靠近QA(近小远大)解决方法是根据三点电荷合力（场强）均为零列方程求解。122QQFkr-2-三、电场、电场强度1、电场⑴定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质．⑵基本性质：对放入其中的电荷有力的作用．2、电场强度⑴定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度．⑵定义式：注意：电场中某点场强的大小和方向与该点放不放电荷及所放电荷的大小和电性无关，由电场本身决定．⑶单位：牛/库，符号N/C.⑷矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度的方向．⑸真空中点电荷场强的计算式：(其中Q叫做场源电荷)．⑹电场的叠加：空间同时存在几个电场时，空间某点的场强等于各电场在该点的场强的矢量和，电场强度的叠加遵循平行四边形定则．注意：在中q为试探电荷，E由电场本身决定与q无关，在中Q为场源电荷，Q的大小及电性决定电场的性质，E与Q有关．3、三种电场强度计算公式的比较22112()CBQQkklll2212CAQQkkllFEq2QEkrFEq2QEkr-3-四、电场线1、定义：画在电场中有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向2、电场线的特征⑴电场线是人们为了形象的描绘电场而想象出的一些线，客观并不存在．⑵切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．⑶疏密表示该处电场的强弱，即表示该处场强的大小．⑷从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．⑸没有画出电场线的地方不一定没有电场⑹匀强电场的电场线平行且距离相等．⑺顺着电场线方向，电势越来越低．⑻电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直．⑼电场线永不相交也不闭合．⑽电场线不是电荷运动的轨迹．-4--5-第二课时电势电势差电势能一、电场力做功的特点与电势能1、电场力做功的特点⑴在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与始末位置有关，可见电场力做功与重力做功相似⑵在匀强电场中，电场力做的功W＝qEd，其中d为沿电场线方向的位移．2、电势能⑴定义：电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功．⑵电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB.⑶电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零．二、电势与等势面1、电势⑴定义：电荷在电场中某点具有的电势能Ep与本身电荷量q的比值．⑵公式：，国际单位是伏特(V)或焦耳/库仑(J/C)．PEq-6-⑶正负：电势是标量，但有正负，电势的正或负表示该点电势比零电势点高或低．⑷与电场方向的关系：沿电场(电场线)方向电势降低．注意：电势的大小与电场本身以及零电势点的选取有关，与试探电荷的电荷量及电势能无关．2、等势面⑴定义：电场中电势相等的点构成的面，与地图中的等高线相似．⑵特点①势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直．②电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．③在同一等势面上移动电荷时电场力不做功．④对非匀强电场，在电场线密集的地方，等差等势面也密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面也稀疏．⑤在空间中两等势面不相交。三、电势差1、定义：电场中两点间电势的差值，2、电势差和电势的关系电场中某点的电势等于该点与零电势点间的电势差3、电场力做功与电势差的关系或，即电势差在数值上等于将单位正电荷从A点移到B点电场力做的功WAB.4、电势差与电场强度的关系⑴匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点间沿电场线方向的距离的乘积，即U＝Ed.⑵场强E物理意义的另一种表述：电场强度在数值上等于沿电场线方向每单位距离上降低的电势．注意：①电势差是标量，但有正负．UAB＝－UBA；②两点间的电势差与零电势点的选取无关．第三课时电场中的功能关系一、电场中的功能关系1、若只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变．2、若只有电场力和重力做功，电势能和重力势能、动能之和保持不变．3、除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．二、电场力做功的计算方法1、由公式W＝Fscosα计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝qE·sE，其中sE为电荷初、末位置在电场方向上的距离．2、由电场力做功与电势能变化关系计算，WAB＝qUAB对任何电场都适用．BAABUABABqUWqWUABABdUE-7-3、由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk.第四、五课时电容带电粒子在电场中的运动一、电容器、电容1、电容器⑴组成：由两个彼此绝缘又相隔很近的导体组成．⑵带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值．⑶电容器的充、放电①充电：使电容器带电的过程。充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．-8--9-竖直偏转板水平偏转板信号电压随时间变化三、示波管的工作原理1、构造：示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空．如图所示．-10-①如果在竖直偏转板、水平偏转板之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线传播，打在荧光屏中心点，在那里产生一个亮斑．②竖直偏转板上加的是待显示的信号电压．水平偏转板上是机器自身的锯齿形电压，叫做扫描电压，若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的图像．2、工作原理：竖直偏转板水平偏转板信号电压随时间变化四、带电粒子在复合场和交变电场中的运动1．带电粒子重力是否忽略问题(1)基本粒子：如电子、质子、离子等在没有明确指出或暗示下，重力一般忽略不计．(2)宏观颗粒：如带电油滴、带电尘埃、带电小球等在没有明确指出或暗示下，重力一般不能忽略2．带电粒子在复合场中的运动确定粒子的受力情况，分析其运动过程(轨迹是直线还是曲线，加速度是否变化等)．然后选择恰当的规律解题(如动能定理、能量守恒定律、运动的合成与分解等)．