1、沪江高中资料 电学要分请拿走,高中物理电学总结大全 一、电场基本规律 2、库仑定律 (1)定律内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的 电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它 们的连线上。 (2)表达式:k=9.0109N?m2/C2静电力常量 (3)适用条件:真空中静止的点电荷。 1、电荷守恒定律: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转移到另一部分,在转移过程 中,电荷的总量保持不变。 (1)三种带电方式:摩擦起电,感应起电,接触起电。 (2)元电荷:最小的带电单元,任何带电体的带电量都是元电荷的整 数倍,e=
2、1.610-19C密立根测得 e 的值。 二、电场能的性质 1、电场能的基本性质:电荷在电场中移动,电场力要对电荷做功。 2、电势 (1)定义:电荷在电场中某一点的电势能 Ep 与电荷量的比值。 (2)定义式:单位:伏(V)带正负号计算 沪江高中资料 (3)特点: 1 电势具有相对性,相对参考点而言。但电势之差与参考点的选择无 关。 2 电势一个标量,但是它有正负,正负只表示该点电势比参考点电势 高,还是低。 3 电势的大小由电场本身决定,与 Ep 和 q 无关。 4 电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的 功。 (4)电势高低的判断方法 1 根据电场线判断:沿着电场线电势
3、降低。AB 2 根据电势能判断: 正电荷:电势能大,电势高;电势能小,电势低。 负电荷:电势能大,电势低;电势能小,电势高。 结论:只在电场力作用下,静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的 地方运动。 3、电势能 Ep (1)定义:电荷在电场中,由于电场和电荷间的相互作用,由位置决 定的能量。电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能 位置时所做的功。 (2)定义式:带正负号计算 (3)特点:1 电势能具有相对性,相对零势能面而言,通常选大 地或无穷远处为零势能面。2 电势能的变化量Ep 与零势能面的 沪江高中资料 选择无关。 4、电势差 UAB (1)定义:电场中两点间的电势之差。
4、也叫电压。 (2)定义式:UAB=A-B (3)特点: 1 电势差是标量,但是却有正负,正负只表示起点和终点的电势谁高 谁低。若 UAB0,则 UBA0。 2 单位:伏 3 电场中两点的电势差是确定的,与零势面的选择无关 4U=Ed 匀强电场中两点间的电势差计算公式。电势差与电场强度 之间的关系。 5、静电平衡状态 (1)定义:导体内不再有电荷定向移动的稳定状态 (2)特点 1 处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零。 2 感应电荷在导体内任何位置产生的电场都等于外电场在该处场强的 大小相等,方向相反。 3 处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体表面是个等势面。 4 电荷只分布在导体的外
5、表面,在导体表面的分布与导体表面的弯曲 程度有关,越弯曲,电荷分布越多。 6、电场力做功 WAB (1)电场力做功的特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置有关, 沪江高中资料 即与初末位置的电势差有关。 (2)表达式:WAB=UABq带正负号计算(适用于任何电场) WAB=Eqdd 沿电场方向的距离。匀强电场 (3)电场力做功与电势能的关系WAB=-Ep=EpA-EPB 结论: 电场力做正功,电势能减少电场力做负功,电势能增加 7、等势面: (1)定义:电势相等的点构成的面。 (2)特点: 1 等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷,电场力不做功。 2 等势面与电场线垂直 3 两等势面不相
6、交 4 等势面的密集程度表示场强的大小:疏弱密强。 5 画等势面时,相邻等势面间的电势差相等。 (3)判断电场线上两点间的电势差的大小:靠近场源(场强大)的两 间的电势差大于远离场源(场强小)相等距离两点间的电势差。 三、电场力的性质 1、电场的基本性质:电场对放入其中电荷有力的作用。 2、电场强度 E (1)定义:电荷在电场中某点受到的电场力 F 与电荷的带电量 q 的比 值,就叫做该点的电场强度。 (2)定义式:E 与 F、q 无关,只由电场本身决定。 (3)电场强度是矢量:大小:单位电荷受到的电场力。方向:规 沪江高中资料 定正电荷受力方向,负电荷受力与 E 的方向相反。 (4)单位:N
7、/C,V/m1N/C=1V/m (5)其他的电场强度公式 1 点电荷的场强公式:Q 场源电荷 2 匀强电场场强公式:d 沿电场方向两点间距离 (6)场强的叠加:遵循平行四边形法则 3、电场线 (1)意义:形象直观描述电场强弱和方向理性模型,实际上是不存在 的(2)电场线的特点: 1 电场线起于正(无穷远),止于(无穷远)负电荷 2 不封闭,不相交,不相切 3 沿电场线电势降低,且电势降低最快。一条电场线无法判断场强大 小,可以判断电势高低。 4 电场线垂直于等势面,静电平衡导体,电场线垂直于导体表面 (3)几种特殊电场的电场线 四、应用带电粒子在电场中的运动(平衡问题,加速问题,偏转问 题)
8、1、基本粒子不计重力,但不是不计质量,如质子,电子,粒子,氕, 氘,氚带电微粒、带电油滴、带电小球一般情况下都要计算重力。 2、平衡问题:电场力与重力的平衡问题。mg=Eq 3、加速问题 (1)由牛顿第二定律解释,带电粒子在电场中加速运动(不计重力), 沪江高中资料 只受电场力 Eq,粒子的加速度为 a=Eq/m,若两板间距离为 d,则 (2)由动能定理解释,可见加速的末速度与两板间的距离 d 无关, 只与两板间的电压有关,但是粒子在电场中运动的时间不一样,d 越大, 飞行时间越长。 3、偏转问题类平抛运动在垂直电场线的方向:粒子做速度为 v0 匀速直线运动。在平行电场线的方向:粒子做初速度为
9、 0、加速 度为 a 的匀加速直线运动带电粒子若不计重力,则在竖直方向粒子 的加速度带电粒子做类平抛的水平距离,若能飞出电场水平距离为 L,若不能飞出电场则水平距离为 x带电粒子飞行的时间: t=x/v0=L/v01粒 子 要 能 飞 出 电 场 则 : yd/22粒子在竖直方向做匀加速运动: 3粒子在竖直方向的分速度:4粒子出 电场的速度偏角:5由12345 可得: 飞行时间:t=L/vO 竖直分速度:侧向偏移量:偏向角:飞行时 间:t=L/vO侧向偏移量:y偏向角:在这种情况下,一 束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同。即不同粒子的侧移量,偏向 角都相同,但它们飞越偏转电场的时间不同,此时
10、间与加速电压、粒子 电量、质量有关。如果在上述例子中粒子的重力不能忽略时,只要 将加速度 a 重新求出即可,具体计算过程相同 五、电容器及其应用 1、电容器充放电过程:(电源给电容器充电) 充电过程 S-A:电源的电能转化为电容器的电场能 沪江高中资料 放电过程 S-B:电容器的电场能转化为其他形式的能 2、电容 (1)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。 (2)定义:电容器所带电量 Q 与电容器两极板间电压 U 的比值就叫做 电容器的电容。 (3)定义式:是定义式不是决定式是电容的决定式(平行 板电容器) (4)单位:法拉 F,微法F,皮法 pF1pF=10-6F=10- 12F (5)特点 1 电容器的带电量 Q 是指一个极板带电量的绝对值。 2 电容器的电容 C 与 Q 和 U 无关,只由电容器本身决定。 3 在有关电容器问题的讨论中,经常要用到以下三个公式和 3 的结 论联合使用进行判断 4 电容器始终与电源相连,则电容器的电压不变。电容器充电完毕, 再与电源断开,则电容器的带电量不变。的平方和)