高中物理电场知识点总结大全
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高中物理电场知识点一、电场的定义电场是由带电粒子产生的物理场,能够对其他带电粒子施加力。
在电场中,任意一点上的电场强度描述了该点电场的作用强度和方向。
二、电场强度1. 定义:电场强度(E)是单位正电荷在电场中受到的力(F)。
2. 计算公式:E = F/q,其中q是测试电荷的量。
3. 方向:电场的方向是正电荷受力的方向,即电势降低最快的方向。
三、电场线1. 定义:电场线是用于形象表示电场分布的曲线,其切线方向表示电场方向,密度表示电场强度。
2. 特点:电场线从正电荷出发,终止于负电荷,不相交。
四、高斯定律1. 内容:高斯定律表明,通过任意闭合表面的电通量(Φ)等于该闭合表面内部净电荷量(Q)除以电常数(ε₀)。
2. 公式:Φ = ∮E⋅dA = Q/ε₀。
五、电势能和电势1. 电势能:两个带电粒子间的相互作用能称为电势能。
2. 电势:电势(V)是单位正电荷在电场中的电势能。
3. 关系:电势差(U)等于电场强度(E)与两点间距离(d)的乘积,U = E⋅d。
六、电容和电容器1. 电容:电容(C)表示电容器存储电荷的能力,单位是法拉(F)。
2. 电容器:电容器是一种能够存储和释放电能的器件,由两个导体板(极板)和一个绝缘介质组成。
3. 公式:C = Q/V,其中Q是存储的电荷量,V是两极板间的电势差。
七、电场的应用1. 电场在日常生活中的应用:如静电除尘、静电喷涂等。
2. 电场在科技领域的应用:如电场加速器、粒子探测器等。
八、重要性质1. 叠加原理:多个电荷产生的电场可以通过矢量叠加得到。
2. 电场的保守性:在保守电场中,电场力做功仅与初始和最终位置有关,与路径无关。
九、实验测量1. 电场强度的测量:使用电场强度计。
2. 电容的测量:使用电容表或通过电荷量和电势差的关系计算。
以上内容为高中物理电场知识点的直接概述,涵盖了电场的基本概念、计算方法和重要性质。
这些知识点是高中物理教学大纲中电学部分的核心内容,对于理解和应用电场理论至关重要。
电场知识点归纳总结归纳电场是物理学中的一个重要概念,指的是在空间中存在电荷时,周围空间中会有电力的作用。
电场包括电场强度、电势、电势能等概念,本文将对电场的一些经典知识点进行归纳总结。
1.电荷:电场的存在必须基于电荷的存在。
电荷分为正电荷和负电荷,相同电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
电荷是电场的源,正电荷产生的电场线由正电荷指向负电荷,负电荷产生的电场线由负电荷指向正电荷。
2.电场强度:电场强度是衡量电场强弱的物理量,用E表示。
电场强度的定义为一个单位正电荷所受到的电力,通常使用牛顿/库仑(N/C)来表示。
在均匀电场中,电场强度的大小是不随距离而变化的。
3.电场线:电场线是用来表示电场的图形,电场线是沿着电场方向的曲线。
电场线的密度表示电场强度的大小,电场线越密集,电场越强。
电场线是从正电荷发出,经过电场空间到达负电荷。
4.电势:电势是电场的性质,是描述电场能量的物理量。
电势可以理解为单位正电荷在电场中所具有的势能,通常使用伏特(V)来表示。
在均匀电场中,电势的大小是随距离变化的。
5.电势差:电势差是指两点之间的电势差异,是电势概念的一种应用。
电势差可以理解为单位正电荷从一个点移动到另一个点所获得的势能差。
通常使用伏特(V)来表示。
6.静电力:静电力是指由于电荷之间相互作用而产生的力。
根据库仑定律,电荷之间的静电力与电荷之间的距离的平方成反比,与电荷大小的乘积成正比。
7. 电场能:电场能是指单位电荷在电场中所具有的势能,即电场对电荷的做功。
电场能可以用来描述电场的能量分布,其定义为:电场能=dq*V,其中dq为电荷量,V为电势。
8.极化:当非导体物体置于电场中时,电荷会在分子或原子之间发生重新排列,使物体内部产生电偶极矩,这种现象称为极化。
极化会产生诱导电荷和感应电场。
9.高斯定理:高斯定理是电场的一个重要定理,它描述了电场在闭合曲面上的总通量与该曲面所包围的总电荷之间的关系。
即:∮E*dA=Q/ε0,其中E为电场强度,dA为曲面元,Q为闭合曲面所包围的总电荷量,ε0为真空中的电容率。
高中物理电场重点知识总结1.电荷电荷守恒定律点电荷自然界中只存在正、负两中电荷,电荷在它的同围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
基本电荷e = 1.6*10^-19C。
带电体电荷量等于元电荷的整数倍Q=ne使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种:①摩擦起电②接触带电③感应起电。
电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从的体的这一部分转移到另一个部分,这叫做电荷守恒定律。
带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做点电荷。
2.库仑定律公式F = KQ1Q2/r^2真空中静止的两个点电荷在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,其中比例常数K叫静电力常量,K =9.0*10^9Nm^2/C^2。
F:点电荷间的作用力N, Q1、Q2:两点电荷的电量C,r:两点电荷间的距离m,方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引库仑定律的适用条件是1真空,2点电荷。
点电荷是物理中的理想模型。
当带电体间的距离远远大于带电体的线度时,可以使用库仑定律,否则不能使用。
3.静电场电场线为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的弱度。
电场线的特点:1始于正电荷或无穷远,终止负电荷或无穷远;2任意两条电场线都不相交。
电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。
带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。
4.电场强度点电荷的电场电场的最基本的性质之一,是对放入其中的电荷有电场力的作用。
电场的这种性质用电场强度来描述。
在电场中放入一个检验电荷q,它所受到的电场力F跟它所带电量的比值F/q叫做这个位置上的电场强度,定义式是E = F/q,E是矢量,规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向,负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。
高中物理电场知识点总结高中物理电场知识点总结1.两种电荷(1)自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.(2)电荷守恒定律2.库仑定律(1)内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.(2)适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不一定很少.3.电场强度、电场线(1)电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的,电场具有力的特性和能的特性.(2)电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.(3)电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷(或无穷远处),终止于负电荷(或无穷远处);②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.(4)匀强电场:在电场中,如果各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.(5)电场强度的叠加:电场强度是矢量,当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:UAB=WAB/q电势差有正负:UAB=-UBA,一般常取绝对值,写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.(1)电势是个相对的量,某点的电势与零电势点的选取有关(通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势).因此电势有正、负,电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.(2)沿着电场线的方向,电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处(电势为零处)电场力所做的功ε=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.(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)等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.(3)画等势面(线)时,一般相邻两等势面(或线)间的电势差相等.这样,在等势面(线)密处场强大,等势面(线)疏处场强小.8.电场中的功能关系(1)电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qEcosθ计算(此公式只适合于匀强电场中),或由动能定理计算.(2)只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变.(3)只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,这就是静电屏蔽.10.带电粒子在电场中的运动(1)带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速,若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.(2)带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后,做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动(3)是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但不能忽略质量).②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.(4)带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪,偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空.如果在偏转电极--′上加扫描电压,同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压,其周期与扫描电压的周期相同,在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.12.电容定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值[注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量,由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
高中物理电场知识点总结电场知识点总结(一)1、两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1。
60×10—19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2、库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9、0×109N•m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引3、电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4、真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5。
匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6。
电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7、电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q =-ΔEAB/q8。
电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B 两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9、电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10、电势能的变化ΔEAB=EB—EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11、电场力做功与电势能变化ΔEAB=—WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)12。
电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13。
引言概述电场是物理学中的重要概念之一,对于理解静电、电磁场、电荷运动等现象具有重要意义。
本文将对电场的相关知识进行归纳总结,以帮助读者全面理解电场的特性和应用。
正文内容一、电场的定义和基本特性1.电场的定义:电场是指空间中由电荷引起的电力作用的性质和规律的总和。
2.电场的强度和方向:电场的强度表示在某一点产生的电场力对单位正电荷所作的力,其方向沿该力的方向。
3.电场线:电场线是用来表示电场强度方向的虚拟曲线,其切线方向表示该点的电场强度方向,而曲线的稠密程度表示电场强度大小。
4.电场的叠加原理:当有多个电荷共同作用时,它们所产生的电场可以通过矢量相加的方式得到。
二、电势能和电势1.电势能:电势能是指在电场中将带电物体由无穷远处移动到某一位置所需克服的力所做的功。
电势能与电荷的位置和电场强度有关。
2.电势:电势是指电场中单位正电荷所具有的电势能。
电势可以用来描述电场的强弱,其大小与电荷量和电势能之比有关。
三、高斯定律和电通量1.高斯定律的表述:高斯定律描述了电场通过一个闭合曲面的总电通量与该曲面内包围的电荷量之间的关系。
2.电通量的概念:电通量是指电场通过一个给定曲面的总电场线数。
四、电介质和电容1.电介质的特性:电介质是指那些在电场下有极化现象发生的物质,具有较高的介电常数。
电介质可以改变电场的分布和电场强度。
2.电容的定义和计算:电容是指电场中两个导体之间存储电荷的能力,通常用电容量来表示。
电容量的计算与电介质、导体形状和电场强度有关。
五、电场中的能量和能量守恒1.电场能量的计算:电场能量是指电场在给定空间内存储的能量,可以通过电势能和电荷分布计算得到。
2.能量守恒定律:电场中的能量守恒定律表明,电场能量的变化必须等于能量的输入减去输出。
总结通过本文对电场的归纳总结,我们对电场的定义和基本特性、电势能和电势、高斯定律和电通量、电介质和电容以及电场中的能量和能量守恒等方面有了更深入的理解。
电场作为物理学中的重要概念,对于现代科学技术的发展具有重要意义,我们希望读者通过本文的学习能够进一步掌握电场的相关知识,并将其应用到实际问题中。
电场知识点结论总结大全电场是物理学的一个重要概念,它描述了电荷之间相互作用的力和场。
在电场中,电荷会受到电场力的作用,这种力是电场中的主要力,它随着电荷的大小和位置而变化。
电场的概念源于库仑定律,即电荷之间的相互作用力与它们之间的距离的平方成反比。
根据库仑定律,我们可以计算出不同电荷之间的相互作用力,并且可以描述电荷在电场中的运动。
根据电场的性质,科学家们得出了一系列重要结论,本文将对这些结论进行总结。
1. 电场是一种矢量场电场是一种矢量场,即它具有大小和方向。
在电场中,每个点都有一个电场强度的矢量,它表示在该点处单位正电荷所受的力。
电场的方向是电场强度的方向,它指示了正电荷在该点受到的方向力。
电场矢量的方向是沿着电场线的,即沿着电场矢量的方向,正电荷会受到向该方向的力。
2. 电场是由电荷产生的电场是由电荷产生的,即电荷会在周围形成电场。
正电荷形成的电场向外辐射,而负电荷形成的电场向内辐射。
这意味着如果有一个正电荷在某个区域内,那么它周围就会形成一个电场,而这个电场会对于其他电荷产生力的作用。
3. 电场力是库仑力在电场中,电荷之间的相互作用力被称为库仑力。
根据库仑定律,库仑力与电荷之间的距离的平方成反比,与电荷的大小和符号成正比。
因此,不同电荷之间会受到不同大小和方向的库仑力的作用。
4. 电场的线状特性电场具有线状特性,即它可以沿着电场线进行传播。
我们可以用电场线来描述电场的分布特性,电场线的方向为电场矢量的方向。
电场线越密,表示电场越强,而电场线越稀疏,表示电场越弱。
5. 电场中的电势在电场中,每个点都有一个电场强度,同时也有一个电势。
电场中的电势是描述电场中的电势能的一种物理量,它表示单位正电荷从无穷远处移动到该点所具有的电势能。
电势的大小是电场强度的大小和位置决定的,它与电势能具有直接关系。
6. 超导体中的电场在超导体中,电场会被完全屏蔽,超导体内部的电场强度为零。
这是因为超导体内部的电子运动是自由的,在超导态下它们没有电阻,所以超导体内部的电场会被完全屏蔽。
高中物理电场知识点汇总高中物理电场知识点汇总11. 电荷电荷守恒点电荷自然界中只存在正、负两中电荷,电荷在它的同围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
基本电荷e = 1.6高中物理电场知识点汇总21电荷及电荷守恒自然界中存在两种电荷———正电荷与负电荷规定:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
电荷的多少叫电量。
自然界中最小的带电单元称基元电荷e=1.6×10-19C。
电荷与电荷之间通过电场发生相互作用,同种电荷相斥,异种电荷相吸。
使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种:摩擦起电、接触起电和感应起电。
2电荷守恒定律电荷既不能创造,也不能被消灭,它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。
3库仑定律1、点电荷:没有大小的带电体称点电荷,它是一种理想模型。
2、适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型。
如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不一定很少。
3、库仑定律:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸。
表达式:其中K是比例常数称静电力恒量,K=9.0×109牛米2/库仑2。
4电场、电场强度1、电荷与电荷之间的相互作用是通过它们之间一种特殊的物质──电场发生的。
2、电场是物质存在着的另一种形态。
只要有电荷存在,其周围空间就存在电场。
3、静电力:电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。
4、电场的强弱称电场强度(E)定义:其中q是放入电场中的检验电荷电量,F是检验电荷受到的电场力,E是电荷放入处电场的电场强度。
E的单位:牛/库。
电场强度是矢量,它的方向:规定正电荷受力方向为该处场强方向。
高中物理电场知识点一、电场概念电场是指电荷在空间中所形成的一种物理场,是由于电荷的存在而产生的,可以对其他电荷施加电力作用。
二、电场强度1.定义:电场强度E是单位正电荷所受到的电力的大小,标量量,单位是伏/米(V/m)。
2.计算:由于电场强度是单位正电荷所受力的大小,可以通过电场强度的定义公式E=F/q计算,其中F为电荷所受力,q为单位正电荷的电荷量。
三、电场线与电势1.电场线:电场线是指在电场中,在任意一点的切线方向上,使得切线方向为电场强度方向的曲线。
2.电势:电势是指单位正电荷所具有的电位能,是标量量,用V表示,单位是伏特(V)。
3.电势的计算:电势的计算可以通过电场力做功的公式V=W/q计算,其中W为电场力对电荷做的功,q为电荷量。
四、点电荷的电场1.点电荷:电量集中在一个极点上的电荷称为点电荷。
2. 点电荷的电场强度:点电荷的电场强度E与与其距离r的关系式为E=kq/r^2,其中k为电场常数,q为点电荷的电荷量。
五、均匀带电直导线的电场1.均匀带电直导线:均匀带电直导线是指线上的电荷分布均匀的直导线。
2.均匀带电直导线的电场强度:均匀带电直导线上点P处的电场强度E与点P到直导线的距离r的关系式为E=λ/2πεr,其中λ为导线上单位长度的电荷量,ε为真空介电常数。
六、均匀带电平面的电场1.均匀带电平面:电荷均匀分布在一个平面上的电荷平面。
2.均匀带电平面的电场强度:均匀带电平面上点P处的电场强度E与点P到平面的距离d的关系式为E=σ/2ε,其中σ为平面上单位面积的电荷量。
七、电势差与电势能1. 电势差:在电场中,两点A和B之间的电势差Vab是指单位正电荷从A点移动到B点所获得的电位能的变化量。
2.电势能:电荷在电场中具有的电位能,当电荷与电势零点之间存在电势差时,电荷具有电势能。
八、电容和电容器1.电容:电容C是指单位电势差U所存储的电荷量,是标量量,单位是法拉(F)。
2.电容器:电容器是指能够存储电荷并且具有电容的器件。
必修三电场知识点总结1. 电场的定义和基本性质电场是由电荷产生的力场,描述了电荷之间相互作用的力和电场强度。
电场的性质包括:(1)电场是一种作用于电荷的力场,它可以对电荷施加作用力,使得电荷发生移动。
(2)电场是一个矢量场,它具有方向和大小的特性,可以用电场线表示电场的方向和强度。
(3)电场是非物质性的,它无法直接观测,但可以通过测试电荷的受力情况来间接观测和测量。
2. 电场强度电场强度描述了某一点处单位正电荷所受到的电场力,它是一个矢量量,具有方向和大小的特性。
电场强度的计算公式为:\[ E = \frac{k \cdot q}{r^2} \]其中,E表示电场强度;k为电场常数,其取值为 \( 8.99 \times 10^9 Nm^2/C^2 \);q为产生电场的电荷;r为电荷到待测点的距离。
电场强度的方向与电荷的正负性有关,如果电荷是正电荷,则电场强度的方向指向该电荷;如果电荷是负电荷,则电场强度的方向指向远离该电荷的方向。
3. 电场线电场线是描述电场强度分布的一种图像方式,它是沿着电场强度方向的曲线,具有以下特性:(1)电场线的密度表示了电场强度的大小,密集的电场线表示电场强度大,疏松的电场线表示电场强度小。
(2)电场线的方向表示了电场强度的方向,电场线从正电荷出发,指向负电荷。
(3)电场线不能相交,因为电场线表示了某一点处电场的方向,不可能存在一个点有两个不同的电场方向。
4. 电场中的电荷的受力在电场中,电荷受到的力包括库仑力和洛伦兹力。
库仑力是由于电荷之间的相互作用产生的力,其大小和方向由库仑定律给出;洛伦兹力是由于电荷在电场中运动产生的力,其大小和方向由电场和磁场的叠加给出。
这两种力的合力使得电荷在电场中产生加速度,从而导致电荷的运动和行为。
5. 电场中的电势电场中的电势描述了单位正电荷在电场中所具有的电势能量,它是标量量,没有方向的特性。
电场中的电势可以用电势函数来描述,其计算公式为:\[ V = \frac{k \cdot q}{r} \]其中,V表示电势;k为电场常数;q为产生电场的电荷;r为电荷到待测点的距离。
高考电场知识点归纳一、电场基本概念电场是指在空间中由电荷引起的电场力的存在区域,是一个向外的力场。
二、电荷与电场1. 电荷的性质- 质子带正电,电子带负电。
- 无电荷的物体处于电中性状态。
- 电荷之间存在吸引力(异性吸引)、斥力(同性排斥)。
2. 电场的表示方式- 电场强度 E:单位正电荷所受到的电场力的大小。
- 电场线:以电荷为中心,从正电荷指向负电荷的有向线段。
三、库仑定律库仑定律是研究点电荷之间相互作用的定律。
1. 定义- 库仑定律表示两个点电荷之间的电场力与两电荷的乘积成正比,与它们的距离平方成反比。
- 假设两个点电荷 Q1 和 Q2,它们之间的电场力 F 与电荷的乘积之积 Q1 Q2 成正比,与它们的距离 r 的平方成反比。
2. 公式- 库仑定律的数学表达式为:F = k * |Q1 * Q2| / r^2其中,F 为两点电荷之间的电场力,Q1 和 Q2 分别为两个电荷的电荷量,r 为它们之间的距离,k 为比例常数。
四、电场的性质1. 电场属于矢量场- 电场强度 E 是矢量,具有方向和大小。
2. 电场的叠加原理- 若有多个电荷在同一点产生的电场,它们的电场强度矢量之和为该点的电场强度矢量。
3. 电荷在电场中的受力- 带电粒子在电场中受到的电场力大小与电量的乘积成正比。
五、电场中的电势1. 电势定义- 电势是描述电场状态的物理量,与电荷所处位置有关。
2. 电势能- 电势能是带电物体由于所处电场而具有的能量。
3. 电势差- 电势差是指电势在不同位置之间的差值,表示为ΔV。
六、电场中的能量1. 电场的能量保存定律- 电场能量是由电场所具有的能量。
2. 电场能量密度- 电场能量密度是指电场中的单位体积内的能量。
七、高考电场考点梳理1. 电场强度的计算- 可通过库仑定律计算电场强度。
2. 电势的计算- 电势是电场状态的量度,可以通过电场强度与距离之间的关系计算电势。
3. 电场力的计算- 通过电场强度和电荷量之间的关系,可以计算电场力。
高中物理电场知识点总结高中物理电场知识点总结一、电场的基本概念与性质1. 电场的基本概念:电场是指电荷在空间中产生的一种物理场,它是描述电荷相互作用的工具。
2. 静电场与动电场:根据电荷的运动情况,可将电场分为静电场和动电场。
静电场是指电荷静止不动时所产生的电场,动电场是指电荷运动时所产生的电场。
3. 电场强度(E):描述电场的物理量,定义为单位正电荷在电场中所受的力的大小。
4. 电场线:电场线是描述电场分布的图形,它是从正电荷指向负电荷的曲线。
电场线的密度与电场强度大小成正比。
5. 电势能(Ep):电荷在电场中具有的能量,它等于电荷静止不动时所具有的电势能。
6. 电势差(ΔV):单位正电荷从某一点移动到另一点所需要的能量变化,等于两点之间电势能的差异。
二、库仑定律1. 库仑定律的表达式:两个点电荷之间的电场强度与两个电荷之间距离的平方成反比。
2. 超杨法则:多个点电荷之间的电场强度等于每个电荷单独产生的电场强度的矢量合成。
三、电场的叠加原理1. 电场叠加原理:不论电荷的多少,电场总是可以看作是不同电荷产生的电场的矢量和。
2. 电荷连续分布的电场计算:对于电荷连续分布的情况,可以将电荷微元看作点电荷,然后使用电场叠加原理计算总电场。
四、电势与电势能1. 电势的定义:单位正电荷在电场中的电势能。
2. 电位移(ΔV):单位正电荷从某一点移动到另一点所需要的能量变化。
3. 电势和电场之间的关系:电场强度(E)等于电势(V)对空间坐标的负梯度。
4. 引入电势的目的:将电场用电势表示,可以简化电场计算的过程。
五、电势差和电势能1. 电势差(ΔV)的定义:单位正电荷从一点移到另一点所需的电势能的变化。
2. 电势差与电场的关系:电势差等于电场强度在两点之间的积分。
3. 电势能和电荷的关系:电势能等于电荷与电势差的乘积。
六、电场的能量1. 电场能量密度:单位体积内的电场的能量。
2. 电场能量:电场能量等于电场能量密度与体积的乘积。
一、电荷与电场1. 电荷的概念自然界中的两种电荷:正电荷和负电荷电荷守恒定律2. 库仑定律两个点电荷之间的相互作用力力的大小与电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比3. 电场强度电场中某点的电场强度是试探电荷在该点所受电场力与电荷量的比值电场强度的方向是正电荷所受电场力的方向4. 电势能电荷在电场中具有的能量电势能的变化等于电荷量与电场强度乘积的积分5. 电势差电场中两点之间的电势能差电势差等于两点之间电场强度的积分二、电流与电路1. 电流的概念电荷的定向移动形成电流电流的方向是正电荷移动的方向2. 欧姆定律电流与电压成正比,与电阻成反比公式:I = U/R3. 串联电路电路元件依次连接,电流只有一条路径串联电路中,电流处处相等4. 并联电路电路元件并列连接,电流有多条路径并联电路中,电压处处相等5. 电路的功率电路消耗或转换电能的快慢公式:P = UI三、电磁感应1. 电磁感应现象磁通量的变化产生感应电动势感应电动势的方向由楞次定律确定2. 法拉第电磁感应定律感应电动势的大小与磁通量变化率成正比公式:ε = dΦ/dt3. 自感现象电路中的电流变化引起自身电感元件的磁通量变化,从而产生感应电动势自感电动势的方向与原电流变化方向相反4. 互感现象一个线圈中的电流变化引起另一个线圈的磁通量变化,从而产生感应电动势互感电动势的方向由互感系数和原电流变化方向确定四、电磁波1. 电磁波的产生交变电流在空间激发的电磁场电磁波是横波,具有波动性2. 电磁波的传播电磁波在真空中的传播速度等于光速电磁波在介质中的传播速度小于光速3. 电磁波的性质电磁波具有能量和动量电磁波可以反射、折射、干涉、衍射4. 电磁波的应用无线电广播、电视、手机、雷达等电磁波在医疗、军事、科研等领域有广泛应用。
电场知识点全面总结一、电场的基本概念电场是由电荷引起的以及对电荷施加力的区域称之为电场。
在空间中,某一点的电场强度E定义为单位正电荷在该点所受的力F除以正电荷的数值q,即E=F/q。
电场可以由电荷产生,并且对电荷具有作用力。
根据库仑定律可知,电场与电荷之间的作用力与电荷之间的电荷量和距离的平方成正比,方向与电荷的正负有关系。
电场是一个矢量场,其方向由正电荷向量场指向负电荷向量场。
电场与磁场一样,可以相互转换,电磁波的产生和传播也依赖于电场和磁场。
二、电场的产生和传播电场的产生是由电荷所引起的,当电荷在空间中存在时,就产生了电场。
电场的传播是通过电磁波来完成的,电磁波是电场和磁场相互作用的结果。
电磁波具有波长、频率、振幅等特性,通过振荡的方式来完成电场的传播。
在空间中,电场以光速传播,即300000km/s。
在真空中,电磁波是无载体传播的,可以穿过真空,也可以穿透一部分物质,因为电磁波的波长比较长,不受物质的吸收和散射,所以在空间中可以传播很远。
三、电场的性质1. 电场的叠加原理电场服从叠加原理,如果有两个电场同时作用在一个点上,那么在该点的电场强度等于两个电场强度的矢量和。
这个原理可以应用在物体上,即一个物体存在于电场中,其所受的电场力等于物体上的所有电荷所受的电场力的矢量和。
2. 电场的高斯定律高斯定律是描述电场与电荷之间关系的重要定律。
它表明了,电场的通量与闭合曲面内的电荷量成正比。
高斯定律在计算电场时起到了很大的作用,可以用来计算任意形状的闭合曲面的电场。
3. 电场的静电势静电势是描述电场的重要概念。
静电势是单位正电荷在电场中所具有的电势能,是对电场的一种描述。
在一个点上的电场静电势等于该点上单位正电荷所具有的电势能。
静电势的概念在计算电场的能量、电场的电势、电场的电势差等方面有重要的应用。
4. 电场的能量电场的能量是由电荷在电场中所具有的势能和动能组成的。
电场中的电荷在电场力的作用下会运动,从而产生一定的动能。
电场知识点归纳一、电场的基本概念1、电荷电荷是物质的一种基本属性,分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电荷的多少称为电荷量,用字母 Q 或 q 表示,单位是库仑(C)。
2、电场电场是电荷周围存在的一种特殊物质。
它对放入其中的电荷有力的作用。
电场具有力的性质和能的性质。
3、电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,用字母 E 表示。
定义为放入电场中某点的电荷所受的电场力 F 与电荷量 q 的比值,即 E = F/ q 。
电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
4、电场线电场线是用来形象地描述电场分布的曲线。
电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向,电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线不相交、不闭合,从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远。
二、库仑定律1、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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、表达式F = k (q1 q2) / r²,其中 k 是静电力常量,约为 90 × 10⁹ N·m²/ C²,q1、q2 分别是两个点电荷的电荷量,r 是它们之间的距离。
三、电场强度的叠加1、原理如果空间中有多个电荷,它们在某点产生的电场强度可以用矢量叠加的方法求得该点的合电场强度。
2、示例例如,有两个点电荷 Q1 和 Q2 ,它们在空间中某点 P 产生的电场强度分别为 E1 和 E2 ,则 P 点的合电场强度 E 为 E = E1 + E2 。
四、匀强电场1、定义电场强度大小和方向都相同的电场称为匀强电场。
2、特点匀强电场中的电场线是平行且等间距的直线。
3、常见的匀强电场平行板电容器两极板之间的电场近似为匀强电场。
五、电势能和电势1、电势能电荷在电场中具有的势能称为电势能,用字母 Ep 表示。
电势能的大小与电荷在电场中的位置和电荷量有关。
高中物理电学知识点总结梳理一.电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:2.库仑定律:F=kQ 1Q 2/r 2(在真空中3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式4.真空点(源电荷形成的电场E=kQ/r 25.匀强电场的场强E=U AB/d6.电场力:F=qE7.电势与电势差:U AB=φA-φB,U AB=W AB/q=-ΔE AB/q8.电场力做功:W AB=qU AB=Eqd 9.电势能:E A=qφA10.电势能的变化ΔE AB=E B-E A11.电场力做功与电势能变化ΔE AB=-W AB=-qU AB(电势能的增量等于电场力做功的负值12.电容C=Q/U(定义式,计算式13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd14.带电粒子在电场中的加速(V o=0:W=ΔE K或qU=mV t 2/2,V t=(2qU/m1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下类平垂直电场方向:匀速直线运动L=V o t(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at 2/2,a=F/m=qE/m二、恒定电流 1.电流强度:I=q/t 2.欧姆定律:I=U/R3.电阻、电阻定律:R=ρL/S4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R或E=Ir+IR5.电功与电功率:W=UIt,P=UI6.焦耳定律:Q=I 2Rt7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I 2Rt=U 2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比并联电路(P、I与R成反比电阻关系(串同并反10.欧姆表测电阻(1电路组成(2测量原理(3使用方法(4注意事项11.伏安法测电阻电流表内接法:电流表外接法:三、磁场1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位:(T,1T=1N/A2.安培力F=BIL;3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B;质谱仪4.在重力忽略不计(不考虑重力的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种:(1带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的(2带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀作用,做匀速直线运动V=V速圆周运动,四、电磁感应1.感应电动势的大小计算公式:1E=nΔΦ/Δt(普适公式{法拉第电磁感应定律,2E=BLV垂(切割磁感线运动3E=nBSω(交流发电机最大的感应电动势m4E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割2.磁通量Φ=BS3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}。
《静电场》第一节电场力的性质【基本概念、规律】一、电荷和电荷守恒定律1.点电荷:形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷.2.电荷守恒定律(1)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.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.二、库仑定律1.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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.公式:F=k q1q2r2,式中的k=9.0×109 N·m2/C2,叫做静电力常量.3.适用条件:(1)点电荷;(2)真空.三、电场强度1.意义:描述电场强弱和方向的物理量.2.公式(1)定义式:E=Fq,是矢量,单位:N/C或V/m.(2)点电荷的场强:E=k Qr2,Q为场源电荷,r为某点到Q的距离.(3)匀强电场的场强:E=U d.3.方向:规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向.四、电场线及特点1.电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处.(2)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大.(4)沿电场线方向电势降低.(5)电场线和等势面在相交处互相垂直.3.几种典型电场的电场线(如图所示)【重要考点归纳】考点一 对库仑定律的理解和应用 1.对库仑定律的理解(1)F =k q 1q 2r 2,r 指两点电荷间的距离.对可视为点电荷的两个均匀带电球,r 为两球心间距.(2)当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大.2.电荷的分配规律(1)两个带同种电荷的相同金属球接触,则其电荷量平分.(2)两个带异种电荷的相同金属球接触,则其电荷量先中和再平分. 考点二 电场线与带电粒子的运动轨迹分析1.电荷运动的轨迹与电场线一般不重合.若电荷只受电场力的作用,在以下条件均满足的情况下两者重合:(1)电场线是直线.(2)电荷由静止释放或有初速度,且初速度方向与电场线方向平行. 2.由粒子运动轨迹判断粒子运动情况:(1)粒子受力方向指向曲线的内侧,且与电场线相切. (2)由电场线的疏密判断加速度大小.(3)由电场力做功的正负判断粒子动能的变化. 3.求解这类问题的方法:(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景.(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面.若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况.考点三 静电力作用下的平衡问题1.解决这类问题与解决力学中的平衡问题的方法步骤相同,只不过是多了静电力而已.2.(1)解决静电力作用下的平衡问题,首先应确定研究对象,如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”.(2)电荷在匀强电场中所受电场力与位置无关;库仑力大小随距离变化而变化.考点四带电体的力电综合问题解决该类问题的一般思路【思想方法与技巧】用对称法处理场强叠加问题对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中,应用对称性不仅能帮助我们认识和探索某些基本规律,而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题.利用对称法分析解决物理问题,可以避免复杂的数学演算和推导,直接抓住问题的特点,出奇制胜,快速简便地求解问题.第二节电场能的性质【基本概念、规律】一、电场力做功和电势能1.电场力做功(1)特点:静电力做功与实际路径无关,只与初末位置有关.(2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿电场方向的距离.②W AB=qU AB,适用于任何电场.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功.(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的减少量,即W AB=E p A-E p B =-ΔE p.(3)电势能具有相对性.二、电势、等势面1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(2)定义式:φ=E p q.(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取不同而不同.2.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面.(2)特点①在等势面上移动电荷,电场力不做功.②等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直.③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方,电场线越密).三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力所做的功W AB与移动的电荷的电量q的比值.2.定义式:U AB=W AB q.3.电势差与电势的关系:U AB=φA-φB,U AB=-U BA.4.电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积,即U AB=Ed.特别提示:电势和电势差都是由电场本身决定的,与检验电荷无关,但电场中各点的电势与零电势点的选取有关,而电势差与零电势点的选取无关.【重要考点归纳】考点一电势高低及电势能大小的比较1.比较电势高低的方法(1)根据电场线方向:沿电场线方向电势越来越低.(2)根据U AB=φA-φB:若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA<φB.(3)根据场源电荷:取无穷远处电势为零,则正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.2.电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加(与其他力做功无关).(2)电荷电势法正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.考点二等势面与粒子运动轨迹的分析1.几种常见的典型电场的等势面比较电场等势面(实线)图样重要描述2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负;(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等;(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.考点三公式U=Ed的拓展应用1.在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向上,U∝d.推论如下:(1)如图甲,C点为线段AB的中点,则有φC=φA+φB2.(2)如图乙,AB∥CD,且AB=CD,则U AB=U CD.2.在非匀强电场中U=Ed虽不能直接应用,但可以用作定性判断.考点四电场中的功能关系1.求电场力做功的几种方法(1)由公式W=Fl cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=Eql cos α.(2)由W AB=qU AB计算,此公式适用于任何电场.(3)由电势能的变化计算:W AB=E p A-E p B.(4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔE k.注意:电荷沿等势面移动电场力不做功.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、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.3.在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律和功能关系.(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功).(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.(4)有电场力做功的过程机械能不守恒,但机械能与电势能的总和可以守恒.【思想方法与技巧】E-x和φ-x图象的处理方法1.E-x图象(1)反映了电场强度随位移变化的规律.(2)E>0表示场强沿x轴正方向;E<0表示场强沿x轴负方向.(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定.2.φ-x图象(1)描述了电势随位移变化的规律.(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向.(3)斜率的大小表示场强的大小,斜率为零处场强为零.3.看懂图象是解题的前提,解答此题的关键是明确图象的斜率、面积的物理意义.第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动【基本概念、规律】一、电容器、电容1.电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成.(2)带电量:一个极板所带电量的绝对值.(3)电容器的充、放电充电: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.放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2.电容(1)定义式:C=Q U.(2)单位:法拉(F),1 F=106μF=1012pF.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,与介质的介电常数成正比,与两极板间距离成反比.(2)决定式:C=εr S4πkd,k为静电力常量.特别提醒:C=QU⎝⎛⎭⎫或C=ΔQΔU适用于任何电容器,但C=εr S4πkd仅适用于平行板电容器.二、带电粒子在电场中的运动1.加速问题(1)在匀强电场中:W=qEd=qU=12mv2-12mv2;(2)在非匀强电场中:W=qU=12mv2-12mv2.2.偏转问题(1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场.(2)运动性质:匀变速曲线运动.(3)处理方法:利用运动的合成与分解.①沿初速度方向:做匀速运动.②沿电场方向:做初速度为零的匀加速运动.特别提示:带电粒子在电场中的重力问题(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.【重要考点归纳】考点一平行板电容器的动态分析运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路1.确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变.(1)保持两极板与电源相连,则电容器两极板间电压不变.(2)充电后断开电源,则电容器所带的电荷量不变.2.用决定式C=εr S4πkd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分析电容器两极板间电场强度的变化.5.在分析平行板电容器的动态变化问题时,必须抓住两个关键点:(1)确定不变量:首先要明确动态变化过程中的哪些量不变,一般情况下是保持电量不变或板间电压不变.(2)恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,还要应用E =Ud ,分析板间电场强度的变化情况.考点二 带电粒子在电场中的直线运动 1.运动类型(1)带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动.(2)带电粒子在不同的匀强电场或交变电场中做匀加速、匀减速的往返运动. 2.分析思路(1)根据带电粒子受到的电场力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的运动情况.(2)根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解.此方法既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场.(3)对带电粒子的往返运动,可采取分段处理. 考点三 带电粒子在电场中的偏转 1.基本规律设粒子带电荷量为q ,质量为m ,两平行金属板间的电压为U ,板长为l ,板间距离为d (忽略重力影响),则有(1)加速度:a =F m =qE m =qUmd .(2)在电场中的运动时间:t =lv 0.(3)位移⎩⎪⎨⎪⎧v x t =v 0t =l 12at 2=y ,y =12at 2=qUl 22mv 20d. (4)速度⎩⎪⎨⎪⎧v x =v 0v y=at ,v y =qUt md ,v =v 2x +v 2y ,tan θ=v y v x =qUl mv 20d . 2.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的.证明:由qU 0=12mv 20及tan θ=qUl mdv 20得tan θ=Ul2U 0d. (2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到电场边缘的距离为l 2.3.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系:当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解:qU y =12mv 2-12mv 20,其中U y =Udy ,指初、末位置间的电势差. 【思想方法与技巧】带电粒子在交变电场中的偏转1.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),找到满足题目要求所需要的条件. 2.比较通过电场的时间t 与交变电场的周期T 的关系:(1)若t ≪T ,可认为粒子通过电场的时间内电场强度不变,等于刚进入电场时刻的场强. (2)若不满足上述关系,应注意分析粒子在电场方向上运动的周期性.对称思想、等效思想在电场问题中的应用一、割补法求解电场强度由于带电体不规则,直接求解产生的电场强度较困难,若采取割或补的方法,使之具有某种对称性,从而使问题得到简化.二、等效法求解电场中的圆周运动1.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型.对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大.若采用“等效法”求解,则过程往往比较简捷.2.等效法求解电场中圆周运动问题的解题思路:(1)求出重力与电场力的合力F 合,将这个合力视为一个“等效重力”. (2)将a =F 合m视为“等效重力加速度”.(3)将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解.。
高中物理电场知识点总结大全1. 深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。
(1)库仑定律:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,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,作用力的方向在它们的连线上。
即:其中k为静电力常量,k=9.0×10 9 N m2/c2成立条件:①真空中(空气中也近似成立),②点电荷。
即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。
(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心间距代替r)。
(2)电荷守恒定律:系统与外界无电荷交换时,系统的电荷代数和守恒。
2. 深刻理解电场的力的性质。
电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。
电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。
(1)定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
这是电场强度的定义式,适用于任何电场。
其中的q为试探电荷(以前称为检验电荷),是电荷量很小的点电荷(可正可负)。
电场强度是矢量,规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。
(2)点电荷周围的场强公式是:,其中Q是产生该电场的电荷,叫场源电荷。
(3)匀强电场的场强公式是:,其中d是沿电场线方向上的距离。
3. 深刻理解电场的能的性质。
(1)电势φ:是描述电场能的性质的物理量。
①电势定义为φ=,是一个没有方向意义的物理量,电势有高低之分,按规定:正电荷在电场中某点具有的电势能越大,该点电势越高。
②电势的值与零电势的选取有关,通常取离电场无穷远处电势为零;实际应用中常取大地电势为零。
③当存在几个“场源”时,某处合电场的电势为各“场源”在此处电场的电势的代数和。
④电势差,A、B间电势差U AB=ΦA-ΦB;B、A间电势差U BA=ΦB-ΦA,显然U AB=-U BA,电势差的值与零电势的选取无关。
(2)电势能:电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能,它具有相对性,即电势能的零点选取具有任意性;系统性,即电势能是电荷与电场所共有。
①电势能可用E=qФ计算。
②由于电荷有正、负,电势也有正、负(分别表示高于和低于零电势),故用E=qФ计算电势能时,需带符号运算。
(3)电场线的特点:①始于正电荷(或无穷远),终于负电荷(或无穷远);②不相交,不闭合;③不能穿过处于静电平衡状态的导体。
(4)电场线、场强、电势等势面的相互关系。
①电场线与场强的关系;电场线越密的地方表示场强越大,电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向。
②电场线与电势的关系:沿着电场线方向,电势越来越低;③电场线与等势面的关系:电场线越密的地方等差等势面也越密,电场线与通过该处的等势面垂直;④场强与电势无直接关系:场强大(或小)的地方电势不一定大(或小),零电势可由人为选取,而场强是否为零则由电场本身决定;⑤场强与等势面的关系:场强方向与通过该处的等势面垂直且由高电势指向低电势,等差等势面越密的地方表示场强越大。
4. 掌握电场力做功计算方法(1)电场力做功与电荷电势能的变化的关系。
电场力对电荷做正功时,电荷电势能减少;电场力对电荷做负功时,电荷电势能增加,电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值。
(2)电场力做功的特点电荷在电场中任意两点间移动时,它的电势能的变化量是确定的,因而移动电荷做功的值也是确定的,所以,电场力移动电荷所做的功,与移动的路径无关,仅与始末位置的电势差有关,这与重力做功十分相似。
(3)计算方法①由功的定义式W=F·S来计算,但在中学阶段,限于数学基础,要求式中F为恒力才行,所以,这个方法有局限性,仅在匀强电场中使用。
②用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值”来计算,即W=-,已知电荷电势能的值时求电场力的功比较方便。
③用W=qU AB来计算,此时,一般又有两个方案:一是严格带符号运算,q和U AB均考虚正和负,所得W的正、负直接表明电场力做功的正、负;二是只取绝对值进行计算,所得W只是功的数值,至于做正功还是负功?可用力学知识判定。
5. 深刻理解电场中导体静电平衡条件。
和原场把导体放入电场时,导体的电荷将出现重新分布,当感应电荷产生的附加场强E附在导体内部叠加为零时,自由电子停止定向移动,导体处于静电平衡状态。
强E原孤立的带电体和处于电场中的感应导体,处于静电平衡时,其特征:(1)导体内部场强处处为零,没有电场线(叠加后的);(2)整个导体是等势体,导体表面是等势面;(3)导体外部电场线与导体表面垂直,表面场强不一定为零;(4)对孤立导体,净电荷分布在外表面。
处理静电平衡问题的方法:(1)直接用静电平衡的特征进行分析;(2)画出电场中电场线,进而分析电荷在电场力作用下移动情况。
注意两点:(1)用导线接地或用手触摸导体可把导体和地球看成一个大导体。
(2)一般取无穷远和地球的电势为零。
6. 深刻理解电容器电容概念电容器的电容C=Q/U=△Q/△U,此式为定义式,适用于任何电容器。
平行板电容器的电容的决定式为C=。
对平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论要熟记两种情况:(1)若两极保持与电源相连,则两极板间电压U不变;(2)若充电后断开电源,则带电量Q不变。
【典型例题】问题1:会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题。
求解这类问题关键是抓住“等大的带电金属球接触后先中和,后平分”,然后利用库仑定律求解。
注意绝缘球带电是不能中和的。
[例1] 有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电量7Q,B带电量-Q,C不带电,将A、B固定,相距r,然后让C球反复与A、B球多次接触,最后移去C球,试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍?[例2] 两个相同的带电金属小球相距r时,相互作用力大小为F,将两球接触后分开,放回原处,相互作用力大小仍等于F,则两球原来所带电量和电性()A. 可能是等量的同种电荷B. 可能是不等量的同种电荷C. 可能是不等量的异种电荷D. 不可能是异种电荷问题2:会解分析求解电场强度。
电场强度是静电学中极其重要的概念,也是高考中考点分布的重点区域之一。
求电场强度的方法一般有:定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等。
[例3] 如图1所示,用长为的金属丝弯成半径为r的圆弧,但在A、B之间留有宽度为d的间隙,且,将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上,求圆心处的电场强度。
[例4] 如图2所示,均匀带电圆环所带电荷量为Q,半径为R,圆心为O,P为垂直于圆环平面的对称轴上的一点,OP=L,试求P点的场强。
[例5] 如图3所示,是匀强电场中的三点,并构成一等边三角形,每边长为,将一带电量的电荷从a点移到b点,电场力做功;若将同一点电荷从a点移到c点,电场力做功W2=6×10-6J,试求匀强电场的电场强度E。
问题3:会根据给出的一条电场线,分析推断电势和场强的变化情况。
[例6] 如图4所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离。
用U a、U b、U c和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以判定()A. U a>U b>U cB. U a-U b=U b-U cC. E a>E b>E cD. E a=E b=E c[例7] 如图5所示,在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电粒子,粒子到达b 点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则()A. 带电粒子带负电B. a、b两点间的电势差U ab=mgh/qC. b点场强大于a点场强D. a点场强大于b点场强问题4:会根据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹,分析推断带电粒子的性质。
[例8] 图6中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。
若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是()A. 带电粒子所带电荷的符号B. 带电粒子在a、b两点的受力方向C. 带电粒子在a、b两点的速度何处较大D. 带电粒子在a、b两点的电势能何处较大问题5:会根据给定电势的分布情况,求作电场线。
[例9] 如图7所示,A、B、C为匀强电场中的3个点,已知这3点的电势分别为φA=10V,φ=2V,φC=-6V。
试在图上画出过B点的等势线和场强的方向(可用三角板画)。
B问题6:会求解带电体在电场中的平衡问题。
[例10] 如图8所示,在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。
①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置,可以使它在电场力作用下保持静止?②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止,那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷?电荷量是多大?[例11] 如图9所示,已知带电小球A、B的电荷分别为Q A、Q B,OA=OB,都用长L的丝线悬挂在O点。
静止时A、B相距为d。
为使平衡时AB间距离减为d/2,可采用以下哪些方法()A. 将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B. 将小球B的质量增加到原来的8倍C. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B的质量增加到原来的2倍[例12] 如图10甲所示,两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m,带电量分别为+q和-q 的小球A和B,处于场强为E,方向水平向左的匀强电场之中,使长度也为L的连线AB拉紧,并使小球处于静止状态,求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态。
问题7:会计算电场力的功。
[例13] 一平行板电容器的电容为C,两板间的距离为d,上板带正电,电量为Q,下板带负电,电量也为Q,它们产生的电场在很远处的电势为零。
两个带异号电荷的小球用一绝缘钢性杆相连,小球的电量都为q,杆长为L,且L<d。
现将它们从很远处移到电容器内两板之间,处于图11所示的静止状态(杆与板面垂直),在此过程中两个小球克服电场力所做总功的大小等于多少?(设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变)()A. B. 0 C. D.问题8:会用力学方法分析求解带电粒子的运动问题。
[例14] 质量为2m,带2q正电荷的小球A,起初静止在光滑绝缘水平面上,当另一质量为m、带q负电荷的小球B以速度V0离A而去的同时,释放A球,如图12所示。
若某时刻两球的电势能有最大值,求:(1)此时两球速度各多大?(2)与开始时相比,电势能最多增加多少?[例15] 如图13所示,直角三角形的斜边倾角为30°,底边BC长为2L,处在水平位置,斜边AC是光滑绝缘的,在底边中点O处放置一正电荷Q,一个质量为m,电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下,滑到斜边上的垂足D时速度为V。