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      高中物理電場知識點(diǎn)總結(jié)

      時間: 舒雯911 分享

      高中物理電場知識點(diǎn)總結(jié)

        高中物理是整個成績中比例相對大的一部分,但是有的同學(xué)常常會在考試的時候犯一些常見的錯誤。正是因?yàn)闆]有整理好高考物理的重點(diǎn)知識,所以才掉以輕心。那么,到底哪些內(nèi)容才算得上是重要知識點(diǎn)呢?以下是學(xué)習(xí)啦小編為您整理的關(guān)于高中物理電場知識點(diǎn)總結(jié)的相關(guān)資料,供您閱讀。

        電場知識點(diǎn)總結(jié)(一)

        1.兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍

        2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點(diǎn)電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N•m2/C2,Q1、Q2:兩點(diǎn)電荷的電量(C),r:兩點(diǎn)電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引

        3.電場強(qiáng)度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強(qiáng)度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗(yàn)電荷的電量(C)}

        4.真空點(diǎn)(源)電荷形成的電場E=kQ/r2{r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}

        5.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=UAB/d {UAB:AB兩點(diǎn)間的電壓(V),d:AB兩點(diǎn)在場強(qiáng)方向的距離(m)}

        6.電場力:F=qE {F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強(qiáng)度(N/C)}

        7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q

        8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關(guān)),E:勻強(qiáng)電場強(qiáng)度,d:兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離(m)}

        9.電勢能:EA=qφA{EA:帶電體在A點(diǎn)的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點(diǎn)的電勢(V)}

        10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA{帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}

        11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB(電勢能的增量等于電場力做功的負(fù)值)

        12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}

        13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數(shù))

        常見電容器〔見第二冊P111〕

        14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2

        15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的偏轉(zhuǎn)(不考慮重力作用的情況下)

        類平 垂直電場方向:勻速直線運(yùn)動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)

        拋運(yùn)動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運(yùn)動d=at2/2,a=F/m=qE/m

        注:

        (1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;

        (2)電場線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷,電場線不相交,切線方向?yàn)閳鰪?qiáng)方向,電場線密處場強(qiáng)大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;

        (3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];

        (4)電場強(qiáng)度(矢量)與電勢(標(biāo)量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負(fù)有關(guān);

        (5)處于靜電平衡導(dǎo)體是個等勢體,表面是個等勢面,導(dǎo)體外表面附近的電場線垂直于導(dǎo)體表面,導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導(dǎo)體外表面;

        (6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;

        (7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;

        (8)其它相關(guān)內(nèi)容:靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應(yīng)用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕。

        電場知識點(diǎn)總結(jié)(二)

        一、電場基本規(guī)律

        1、電荷守恒定律:電荷既不會創(chuàng)生,也不會消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變。

        (1)三種帶電方式:摩擦起電,感應(yīng)起電,接觸起電。

        (2)元電荷:最小的帶電單元,任何帶電體的帶電量都是元電荷的整數(shù)倍,e=1.6×10-19C——密立根測得e的值。

        2、庫倫定律:(1)定律內(nèi)容:真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。

        (2)表達(dá)式:k=9.0×109N·m2/C2——靜電力常量

        (3)適用條件:真空中靜止的點(diǎn)電荷。

        二、電場力的性質(zhì)——電場強(qiáng)度

        1、電場的基本性質(zhì):電場對放入其中的電荷有力的作用。

        2、電場強(qiáng)度E:(1)定義:電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值,就叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。(2)定義式:E與F、q無關(guān),只由電場本身決定。

        (3)電場強(qiáng)度是矢量:大?。涸跀?shù)值上為單位電荷受到的電場力。方向:規(guī)定正電荷受力方向,負(fù)電荷受力與E的方向相反。

        (4)單位:N/C,V/m1N/C=1V/m

        (5)其他的電場強(qiáng)度公式

        1點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式:——Q場源電荷

        2勻強(qiáng)電場場強(qiáng)公式:——d沿電場方向兩點(diǎn)間距離

        (6)場強(qiáng)的疊加:遵循平行四邊形法則

        3、電場線:(1)意義:形象直觀描述電場強(qiáng)弱和方向的理想模型,實(shí)際上是不存在的

        (2)電場線的特點(diǎn):

        1電場線起于正電荷(無窮遠(yuǎn)),止于(無窮遠(yuǎn))負(fù)電荷

        2不封閉,不相交,不相切。3沿電場線電勢降低,且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強(qiáng)大小,可以判斷電勢高低。

        4電場線垂直于等勢面,靜電平衡導(dǎo)體,電場線垂直于導(dǎo)體表面

        (3)幾種特殊電場的電場線

        三、電場能的性質(zhì)——電勢

        1、電場能的基本性質(zhì):電荷在電場中移動,電場力要對電荷做功。

        2、電勢能Ep:(1)定義:電荷在電場中,由于電場和電荷間的相互作用,由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢能等于電場力把電荷從該點(diǎn)移動到零勢能位置時所做的功。

        (2)定義式:——帶正負(fù)號計算

        (3)特點(diǎn):1電勢能具有相對性,相對零勢能面而言,通常選大地或無窮遠(yuǎn)處為零勢能面。

        2電勢能的變化量△Ep與零勢能面的選擇無關(guān)。

        3、電勢φ:(1)定義:電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能Ep與電荷量的比值。

        (2)定義式:φ——單位:伏(V)——帶正負(fù)號計算

        (3)特點(diǎn):1電勢具有相對性,相對參考點(diǎn)而言。但電勢之差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。

        2電勢是一個標(biāo)量,但是它有正負(fù),正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢比參考點(diǎn)電勢高,還是低。

        3電勢的大小由電場本身決定,與Ep和q無關(guān)。

        4電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到零勢點(diǎn)時電場力所做的功。

        (4)電勢高低的判斷方法

        1根據(jù)電場線判斷:沿著電場線方向電勢降低。φA>φB

        2根據(jù)電勢能判斷:

        正電荷:電勢能大,電勢高;電勢能小,電勢低。

        負(fù)電荷:電勢能大,電勢低;電勢能小,電勢高。

        結(jié)論:只在電場力作用下,靜止的電荷從電勢能高的地方向電勢能低的地方運(yùn)動。

        4、電勢差UAB(1)定義:電場中兩點(diǎn)間的電勢之差。也叫電壓。

        (2)定義式:UAB=φA-φB

        (3)特點(diǎn):1電勢差是標(biāo)量,卻有正負(fù),只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢誰高誰低。

        2單位:伏(V)

        3電場中兩點(diǎn)的電勢差是確定的,與零勢面的選擇無關(guān)

        4U=Ed勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差計算公式。——電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。

        5、電場力做功WAB:(1)電場力做功的特點(diǎn):電場力做功與路徑無關(guān),只與初末位置有關(guān),即與初末位置的電勢差有關(guān)。

        (2)表達(dá)式:WAB=UABq—帶正負(fù)號計算(適用于任何電場)

        WAB=Eqd—d沿電場方向的距離。——勻強(qiáng)電場

        (3)電場力做功與電勢能的關(guān)系WAB=-△Ep=EpA-EpB

        結(jié)論:電場力做正功,電勢能減少

        電場力做負(fù)功,電勢能增加

        6、等勢面:(1)定義:電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。

        (2)特點(diǎn):1等勢面上各點(diǎn)電勢相等,在等勢面上移動電荷,電場力不做功。

        2等勢面與電場線垂直3兩等勢面不相交4等勢面的密集程度表示場強(qiáng)的大?。菏枞趺軓?qiáng)。

        5畫等勢面時,相鄰等勢面間的電勢差相等。

        (3)判斷非勻強(qiáng)電場線上兩點(diǎn)間的電勢差的大小:靠近場源(場強(qiáng)大)的兩點(diǎn)間的電勢差大于遠(yuǎn)離場源(場強(qiáng)小)相等距離兩點(diǎn)間的電勢差。

        7、靜電平衡狀態(tài):(1)定義:導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動的穩(wěn)定狀態(tài)

        (2)特點(diǎn):1處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。

        2感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場都等于外電場在該處場強(qiáng)大小相等,方向相反。

        3處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體,導(dǎo)體表面是個等勢面。

        4電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān),越彎曲,電荷分布越多。

        四、電容器及其應(yīng)用:

        1、電容器充放電過程:(電源給電容器充電)

        充電過程S-A:電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能

        放電過程S-B:電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能

        2、電容:(1)物理意義:表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。

        (2)定義:電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電壓U的比值就叫做電容器的電容。

        (3)定義式:——是定義式不是決定式

        ——是電容的決定式(平行板電容器)

        (4)單位:法拉F,微法μF,皮法pF1pF=10-6μF=10-12F

        (5)特點(diǎn):1電容器的電容C與Q和U無關(guān),只由電容器本身決定。

        2電容器的帶電量Q是指一個極板帶電量的絕對值。

        3電容器始終與電源相連,則電容器的電壓不變。

        電容器充電完畢,再與電源斷開,則電容器的帶電量不變。

        4在有關(guān)電容器問題的討論中,經(jīng)常要用到以下三個公式和3的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷

        五、應(yīng)用——帶電粒子在電場中的運(yùn)動(平衡問題,加速問題,偏轉(zhuǎn)問題)

        1、基本粒子不計重力,但不是不計質(zhì)量,如質(zhì)子(),電子,α粒子(),氕(),氘(),氚()

        帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計算重力。

        2、平衡問題:電場力與重力的平衡問題。mg=Eq

        3、加速問題

        (1)由牛頓第二定律解釋,帶電粒子在電場中加速運(yùn)動(不計重力),只受電場力Eq,粒子的加速度為a=Eq/m,若兩板間距離為d,則

        (2)由動能定理解釋,,

        可見加速的末速度與兩板間的距離d無關(guān),只與兩板間的電壓有關(guān),但是粒子在電場中運(yùn)動的時間不一樣,d越大,飛行時間越長。

        4、偏轉(zhuǎn)問題——類平拋運(yùn)動(由兩極板間中點(diǎn)射入)

        在垂直電場線的方向:粒子做速度為v0勻速直線運(yùn)動。

        平行電場線的方向:粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動。

        帶電粒子若不計重力,則在豎直方向粒子的加速度

        帶電粒子做類平拋的水平距離,若能飛出電場水平距離為L,若不能飛出電場則水平距離為x

        帶電粒子飛行的時間:t=x/v0=L/v0——1

        粒子要能飛出電場則:y≤d/2————2

        粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動:—3

        粒子在豎直方向的分速度:———4

        粒子出電場的速度偏角:———5

        由12345可得:

        飛行時間:t=L/vO豎直分速度:

        側(cè)向偏移量:偏向角:

        飛行時間:t=L/vO偏向角:

        側(cè)向偏移量:y'=

        在這種情況下,一束粒子中各種不同的粒子的運(yùn)動軌跡相同。即不同粒子的側(cè)移量,偏向角都相同,但它們飛越偏轉(zhuǎn)電場的時間不同,此時間與加速電壓、粒子電量、質(zhì)量有關(guān)。

        如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時,只要將加速度a重新求出即可,具體計算過程相同。

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