静电场复习ppt

第一章静电场知识网络221rqq电场的力的性质场强E＝F/q矢量电场线匀强电场E＝U/d真空中点电荷的电场E＝kQ/r2电场力F＝Eq（任何电场）F＝k（真空中点电荷）电荷电荷守恒定律电场电场的能的性质电势Φ＝WAO/q标量等势面电势差UAB＝ΦA-ΦB＝WAB/q电势能EpA=WA∞电场力的功WAB＝qUAB＝EpA－EpB＝△εAB（电势能的减少量）带电粒子在电场中①平衡②直线加速③偏转静电感应静电平衡静电屏蔽电容器电容C=Q/U数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点时电场力所做的功某点的电势能大小等于将电荷从该点移到无穷远处电场力所做的功1．物质的电结构：构成物质的原子本身包括：的质子和的中子构成，核外有带的电子，整个原子对表现为.2．元电荷：最小的电荷量，其值为e＝.其他带电体的电荷量皆为元电荷的.3．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量.(2)起电方式：、、感应起电．(3)带电实质：物体带电的实质是.带正电不带电原子核负电外较远位置电中性1.60×10－19C整数倍转移保持不变．摩擦起电接触起电得失电子第一节电场力的性质的描述4,P练习册形状和大小点电荷电荷量的乘积它们的连线上9.0×109真空点电荷1．点电荷：带一定的电荷量，忽略其的一种理想化模型．2．库仑定律(1)内容：真空中两个静止之间的相互作用力，与它们的成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在.(2)表达式：F＝kq1q2r2，式中k＝N·m2/C2，叫静电力常量．(3)适用条件：中的.三个点电荷的静电平衡：两大夹一小，两同夹一异1．电场：存在于周围的一种特殊物质，其基本性质是对放入其中的有力的作用．2．电场强度(1)定义式：E＝Fq，单位：或.(2)方向：规定在电场中某点的方向为该点电场强度的方向．3．电场线(1)电场线的特点①电场线从或无限远处出发，终止于无限远处或.②电场线在电场中不相交．③在同一电场里，电场线的地方场强越大．④电场线上某点的切线方向表示该点的.(2)几种典型电场的电场线(如图6－1－2所示)电荷电荷N/CV/m正电荷所受电场力正电荷负电荷越密场强方向1．叠加原理：多个点电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加．电场强度的叠加遵守平行四边形定则．2．场强的三个表达式的比较1.电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系根据电场线的定义，一般情况下，带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合：(1)电场线为直线；(2)电荷初速度为零或速度方向与电场线平行；(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行．2．电场线的作用(1)表示场强的方向电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致．(2)比较场强的大小电场线的疏密程度反映了场强的大小即电场的强弱．同一幅图中，电场线越密的地方场强越强，电场线越疏的地方场强越弱．(3)判断电势的高低在静电场中，顺着电场线的方向电势越来越低．3．等量点电荷的电场线比较比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点O点的场强最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称的A与A′、B与B′的场强等大同向等大反向1．电场力做功(1)特点：电场力做功和路径无关，只与有关．(2)计算方法①W＝qEd，只适用于，其中d为沿方向的位移．②WAB＝，适用于任何形式的电场．初、末位置匀强电场电场线qUAB第二节电场能的性质的描述零电势能电势能的减少量EpA－EpB2．电势能(1)相对性：电荷在某点具有的电势能，等于电场力把它从该点移动到位置时所做的功，即电势能是相对的．通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于，即WAB＝.()PAAEW1．电势(1)定义式：φ＝.(2)矢标性：电势是标量，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比高(或低)．(3)相对性：电势具有，同一点的电势因的选取的不同而不同．2．等势面的特点(1)等势面一定与电场线，即跟场强的方向.(2)在上移动电荷时电场力不做功．(3)电场线总是从的等势面指向的等势面．(4)等差等势面越密的地方电场强度，反之.电势零点电势零点垂直相对性垂直等势面电势高电势低越大越小1．定义式：UAB＝.2．电势差与电势的关系：UAB＝.3．影响因素：电势差UAB由决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零势点的选取.φA－φB电场本身的性质无关1．电场力做功的计算方法(1)由公式W＝Flcosθ计算，此公式只适用于匀强电场．可变形为W＝qU，式中U为电荷初、末位置在电场方向上的电势差．(2)由公式W＝qU计算时有两种方法：①三个量都取绝对值，先计算出功的数值，然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确定是电场力做功，还是克服电场力做功．②代入符号，将公式写成WAB＝qUAB，特别是在比较A、B两点电势高低时更为方便：先计算UAB＝WAB/q，若UAB＞0，即φA－φB＞0，则φA＞φB；若UAB＜0，即φA－φB＜0，则φA＜φB.(3)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk.(4)由电势能变化计算：W＝－ΔEp.2．电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，电势能、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．(4)所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化．第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动1．电容器(1)带电量：一个极板所带电荷量的.(2)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，电容器中储存.②放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中转化为其他形式的能．绝对值异种电荷电场能电场能2．电容(1)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量．(2)定义式：C＝.(3)单位：法拉(F)，1F＝μF＝pF.例“100μF,25V”3．平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的成正比，与成反比．(2)决定式：C＝，k为静电力常量．1061012介电常数两板间的距离QU1．带电粒子在电场中的加速(1)运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做.(2)用功能观点分析：电场力对带电粒子做的功等于，即＝12mv2－12mv20.加(减)速直线运动带电粒子动能的增量qU2．带电粒子在匀强电场中的偏转(1)运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向的电场力作用而做运动．(2)处理方法：类似于平抛运动的处理，应用运动的合成与分解的方法．①沿初速度方向做运动，运动时间t＝l/v0.②沿电场力方向做运动垂直匀变速曲线匀速直线匀加速直线1．示波管装置示波管由、和组成，管内抽成真空．如图6－3－2所示．电子枪偏转电极荧光屏2．工作原理(1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子束沿直线传播，打在荧光屏，在那里产生一个亮斑．(2)YY′上加的是待显示的.XX′上是机器自身产生的锯齿形电压，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稳定图象．中心信号电压1.分析思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变．(2)用决定式C＝εrS4πkd分析平行板电容器电容的变化．(3)用定义式C＝QU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化．(4)用E＝Ud分析电容器极板间场强的变化．1.粒子重力问题(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．2．带电粒子在电场中的偏转问题分析(1)粒子的偏转角问题①已知电荷情况及初速度如图6－3－5所示，设带电粒子质量为m.带电荷量为q，以速度v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为U1.若粒子飞出电场时偏转角为θ，则tanθ＝vyvx，式中vy＝at＝qU1dm·lv0，vx＝v0，代入得tanθ＝qU1lmv20d.①结论：动能一定时tanθ与q成正比，电荷量相同时tanθ与动能成反比．②已知加速电压U0若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压U0加速后进入偏转电场的，则由动能定理有：qU0＝12mv20②由①②式得：tanθ＝U1l2U0d③结论：粒子的偏转角与粒子的q、m无关，仅取决于加速电场和偏转电场．即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度总是相同的．(2)粒子的偏转量问题①y＝12at2＝12·qU1dm·(lv0)2④做粒子速度的反向延长线，设交于O点，O点与电场边缘的距离为x，则x＝ytanθ＝qU1l22dmv20qU1lmv20d＝l2.⑤结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的l/2处沿直线射出．②若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场的，则由②④式得：y＝U1l24U0d⑥结论：粒子的偏转角和偏转距离与粒子的q、m无关，仅取决于加速电场和偏转电场．即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的．【应用提示】(1)偏转角是指入射速度与出射速度间的夹角，而不是位移与入射速度间的夹角．(2)偏转位移相同的粒子(在同一偏转电场中)，偏转角也相同．