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1物理选修3-1第一章知识归纳第1节电荷及其守恒定律1.同种电荷相斥，异种电荷相吸．带电体还有吸引不带电物体的性质。2．两种电荷自然界中的电荷有2种-----正电荷和负电荷．电子“湮灭”不是电子的消失，而是一个正电子结合一个负电子后整体不再显电性而成光子，3．起电的方法起电的三种方法：摩擦起电、接触起电、感应起电。------实质是电子的转移。○1摩擦起电：束缚电子能力强的物体得到电子，束缚电子能力弱的失去电子----束缚能力。○2接触起电：带电体与不带电体接触，电荷转移-----------实质得失电子。○3感应起电：带电体靠近导体，自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动----电子移动。切记---被感应体与人接触或与大地接通，被感应体是近端。人是导体，触摸时，人体和地球组成一个导体，地球则为远端。4、电荷量：库仑，符号----C.5、元电荷：符号----e，一个抽象的概念，不指具体的带电体，电荷的最小计量单位。等于电子和质子所带电荷量的绝对值1.6×10－19C。所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。6、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。电子枪加速；动能的变化量等于电场力做的功。速度与比荷相关。（1）若粒子的初速度为零，则qU=mv2/2,V=2qUm（2）若粒子的初速度不为零，则qU=mv2/2–mv02/2,V=202qUVm7、电荷守恒定律电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。A、有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带电荷量为QA=4qQB＝-2q让两个绝缘小球接触再分开，QA=QB＝q，切记重点------“完全相同”“绝缘””正负。B、电子“湮灭”不是电子的消失，而是一个正电子结合一个负电子后整体不再显电性，转化成中性的光子，C、如右图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A端近一带电导体C时(BCD)A．端金箔张开，B端金箔闭合•B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合•C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开•D．选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷•2•第一章第2节库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷：抽象的点类比质点，一种理想化的物理模型。2、带电体看做点电荷的条件：•“两带电体间的距离远大于它们大小”；本质是看带电体的形状和大小对所研究的问题有无影响，若没有影响，或影响可以忽略不计，则带电体就可以看做点电荷．3、影响电荷间相互作用的因素：①距离②电量③带电体的形状和大小•下面关于点电荷的说法正确的是(c)•A．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷•B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷•C．当两个带电体的大小远小于它们间的距离时，可将这两个带电体看成是点电荷•D．一切带电体都可以看成是点电荷。二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。rQQkF（静电力常量——k=9.0×109N·m2/C2）注意1.切记适用条件-----真空中、静止、点电荷，方向在它们的连线上2.计算库仑力时，电荷只代入绝对值,把库仑力当作普通力，正交分解平衡．3.极大值问题：r和两带电体电量和一定，当Q1=Q2，有最大值。（均值不等式）4.两个电荷间的库仑力是一对相互作用力5、当r→0时，两个电荷已经不能再看成是点电荷，也就不能运用库仑定律。6、三个电荷在同一直线上只受库仑力处于平衡状态的规律(1)三个电荷的位置关系是“两同夹异”．(2)三个电荷，“两大夹一小，近小远大”，电场线分段法（类似零点分段法）例题：有两个带正电的小球，电荷量分别为Q和9Q，在真空中相距l.如果引入第三个小球，恰好使得3个小球只在它们相互的静电力作用下都处于平衡状态，第三个小球应带何种电荷，应放在何处，电荷量又是多少？解：欲使两球平衡，因此第三个小球应放在这两球之间，且带负电。电荷量为－916Q.放在前两个小球的中间，且距电荷量为Q的小球l4.例题：两个质量完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l为球半径的3倍．若带上等量异种电荷，那么关于a、b两球之间F引＝Gm2l2，F库kQ2l2，如果带上它们带上等量同种电荷F库kQ2l2注：距离近，不满足点电荷要求，电荷不会均匀分布，同种电荷互斥，密集在外侧，实际距离大于3r,一种电荷互吸，密集在内侧，实际距离小于3r.对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；3用数学公式表述的物理规律，有它的成立条件和适用范围。也可以说物理公式是对应着一定的物理模型的。应用物理公式前，一定要看一看能不能在此条件下使用该公式。第一章第3节电场强度一、电场1、是对放入其中的电荷有力的作用，2、能使放入电场中的导体产生静电感应现象3、电荷间的相互作用是通过电场发生的4．、．只要．．电荷存在它周围就．存在电场，5、若电荷不动周围的是静电场，若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场，6、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。7、电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，同样具有质量，能量．二、试探电荷：用来检验电场性质的电荷。其电量很小（不影响原电场）；体积很小。三、场源电荷:产生电场的电荷．四、电场强度1、电场强度：对电荷施加力的能力，qFE单位N/C，1V/m=1N/C，适合所有电场。F=Eq和F=gm,E与g有类似性质，类比y=kx,E为斜率，q为变量.2、电场强度是矢量，与正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反----受力方向。电场线的切线方向；与等势面的方向垂直．平行板电容器边缘除外正电荷抛体运动的弯曲弧度向心力方向。注意：若说电场强度相同---方向要相同---大小也要相同。若说电场强度的大小相同----只比效大小，不比较方向。3、电场强度大小：由产生电场的场源电荷和点的位置决定，与检验电荷无关。（类似重力g）4、2rQkE，只适合点电荷产生的电场。5、dUE仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离四、电场的叠加:即求矢量和(向量求和的平行四边形法则和三角形法则）)。五、电场线1、方向：切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．沿着电场线方向，电势越来越低．但E不一定小；沿E方向是电势降低最快的方向。2、强弱：疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．越密，则E越强没有画出电场线的地方不一定没有电场．43、始于“+”，终止于“-”或无穷远，从正电荷出发到负电荷终止，或到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．4、匀强电场的电场线平行且等间距直线表示．(平行板电容器间的电场，边缘除外)5、电场线⊥等势面．电场线由高等势面指向低等势面.6、静电场的电场线不相交,不终断,不成闭合曲线。但变化的电场的电场线是闭合的。7、电场线不是电荷运动的轨迹．也不能确定电荷的速度方向。除非同时满足：①电场线为直线，②v0=0或v0方向与E方向平行。③仅受电场力作用。8、几种典型电场的电场线1）点电荷的电场线：同一根电场线离点电荷越近，场强越大，以点电荷为球心作个球面，球面为等式面，球面上场强大小相等，方向不同，场强不相等2）、等量异种点电荷形成的电场特点a、沿点电荷的连线：场强先变小后变大，中点O场强最小。b、中垂线：两点电荷连线中垂线上，场强方向均相同，与中垂面垂直，以中点O的场强为最大；关于中点O对称的任意两点场强相同，在中垂线上电荷受到的静电力的方向⊥中垂线，在中垂线上移动电荷时静电力不做功．C、两电荷的连线上，从正电荷到负电荷，电势减小，d、两点电荷连线的中垂面是一个等势面．在中垂线上φB＝φB′.3）、等量同种点电荷形成的电场特点a、两点电荷连线中点场强为0，中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0。b、中垂线上，从中点到无穷远，电场强度先增大后减小，场强方向沿中垂线。c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏，场强先增后减。d、等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反.e、连线中点电势最低；中垂线上中点电势最高，向两侧电势逐渐降低，对称点等势．f、在电荷的连线上，电场强度的大小先减后增，正电荷的连线上场强的方向先向右再向左,负电荷的连线上，；场强的方向先向左再向右。g、在两个等量正电荷的连线上，由A点向B点方向，电势先减后增，中点O处,电势最小，但电势总为正。在连线的中垂线上，由O点向N（M）点方向，电势一直减小且大于零，即O点最大，N(M)点为零在两个等量负电荷连线上，由A点向B点方向，电势先增后减，在中点O处,电势最大但电势总为负；在两个等量负电荷连线的中垂线上，由O点向N（M）点方向，电势一直增大且小于零，即O点最小，N(M)点为零。4）、匀强电场：匀强电场是大小和方向都相同的电场，电场线是平行等距同向的直线，5匀强电场－－－－点电荷与带电平板+等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场孤立点电荷周围的电场若只给一条直电场线，要比较A、B两点的场强大小，则无法由电场线的疏密程度来确定．对此种情况可有多种推断-----正点电荷电场、负点电荷电场、匀强电场。第一章第4、5、6节电势能和电势一、电势（是指某点的．．．．）1、描述电场能性质的物理量。qEp=（V）2、匀强电场中：Φ=ELcosθLcosθ为沿场强方向到零点的距离。3、大小只与该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。4、无穷远为零电势，正点电荷产生的电场中各点的电势为正，负点电荷产生的电场中各点的电势为负。5、顺电场线方向电势降低（但场强不一定减小）。沿E方向电势降得最快。6、当存在几个场源时，某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。7、电势高低的判断方法：先确定电场线的方向并画箭头，离箭头远的电势高。类似于重力场中的高度．箭头指向地面，离箭头远的电势高。8：计算时EP,q,都带正负号。二、电势差：UAB=φA－φB=WAB/q=EΔLcosθ1、定义：电场力做的功WAB跟其电量q的比值叫做这两点间的电势差．．．．．．．，适用所有电场。2、在匀强电场中UAB=EΔLcosθ(ΔLcosθ表示沿电场方向上的距离)电势差很类似于重力场中的gΔL三、电势能EP：EP=qφA1、电场中具体的电荷具有的势能称为该电荷的电势能．电势能是电荷与电场共同决定的。2、电势能具有相对性，与零参考点的选取有关。3、EP=qφA→0=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做的功。4、判断两点电势能高低的方法：在静电力作用下，离要去的电的距离远近。5、正电荷（十q）：电势能的正负跟电势的正负相同负电荷（一q）：电势能的正负限电势的正负相反6四、功与能：电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，与其他力是否做功，及做功多少无关．1、．电势能的变化：电场力做正功电势能减少；电场力做负功电势能增加．WAB=EpA-EpB重力势能变化：重力做正功重力势能减少；重力做负功重力势能增加．2、电场力做功：(4种情况，这是重点知识)由电荷的正负和移动的方向功的正负电势能的变化正功-----电势能减少。负功------电势能增加。（类比重力做功）W=FSCOS(匀强电场)=qEd(d为沿场强方向上的距离)=qU=—△Ep，3．电场力做功正负的判断(1)根据电场力和位移的方向夹角判断，此法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断．夹角为锐角做正功，夹角为钝角做负功．(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功，夹角是锐角做正功，是钝角做负功，二者垂直不做功．五、等势面1、等势面：电场中电势相等的各点构成的面,势面上任意两点间的电势差为零。2、等势面的特点a、电场线⊥等势面，，在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功；电场力做功