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1、2022年高考物理知識要點總結(jié) 電場教案
知識要點:
1、電荷及電荷守恒定律
⑴自然界中只存在正、負(fù)兩中電荷,電荷在它的同圍空間形成電場,電荷間的相互作用力就是通過電場發(fā)生的。電荷的多少叫電量。基本電荷。
⑵使物體帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種:①摩擦起電 ②接觸帶電 ③感應(yīng)起電。
⑶電荷既不能創(chuàng)造,也不能被消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從的體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一個部分,這叫做電荷守恒定律。
2、庫侖定律
在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,數(shù)學(xué)表達(dá)式為,其中比例常
2、數(shù)叫靜電力常量,。
庫侖定律的適用條件是(a)真空,(b)點電荷。點電荷是物理中的理想模型。當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時,可以使用庫侖定律,否則不能使用。例如半徑均為的金屬球如圖9—1所示放置,使兩球邊緣相距為,今使兩球帶上等量的異種電荷,設(shè)兩電荷間的庫侖力大小為,比較與的大小關(guān)系,顯然,如果電荷能全部集中在球心處,則兩者相等。依題設(shè)條件,球心間距離不是遠(yuǎn)大于,故不能把兩帶電體當(dāng)作點電荷處理。實際上,由于異種電荷的相互吸引,使電荷分布在兩球較靠近的球面處,這樣電荷間距離小于,故。同理,若兩球帶同種電荷,則。
3、電場強(qiáng)度
⑴電場的最基本的性質(zhì)之一,是對放入其中的電
3、荷有電場力的作用。電場的這種性質(zhì)用電場強(qiáng)度來描述。在電場中放入一個檢驗電荷,它所受到的電場力跟它所帶電量的比值叫做這個位置上的電場強(qiáng)度,定義式是,場強(qiáng)是矢量,規(guī)定正電荷受電場力的方向為該點的場強(qiáng)方向,負(fù)電荷受電場力的方向與該點的場強(qiáng)方向相反。
由場強(qiáng)度的大小,方向是由電場本身決定的,是客觀存在的,與放不放檢驗電荷,以及放入檢驗電荷的正、負(fù)電量的多少均無關(guān),既不能認(rèn)為與成正比,也不能認(rèn)為與成反比。
要區(qū)別場強(qiáng)的定義式與點電荷場強(qiáng)的計算式,前者適用于任何電場,后者只適用于真空(或空氣)中點電荷形成的電場。
4、電場線
為了直觀形象地描述電場中各點的強(qiáng)弱及方向,在電場中畫出一系列
4、曲線,曲線上各點的切線方向表示該點的場強(qiáng)方向,曲線的疏密表示電場的弱度。
電場線的特點:(a)始于正電荷 (或無窮遠(yuǎn)),終止負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn));(b)任意兩條電場線都不相交。
電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強(qiáng)弱,并不是帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡。帶電粒子的運(yùn)動軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度共同決定。
5、勻強(qiáng)電場
場強(qiáng)方向處處相同,場強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱為勻強(qiáng)電場,勻強(qiáng)電場中的電場線是等距的平行線,平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷后,在兩極之間除邊緣外就是勻強(qiáng)電場。
6、電勢能
由電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能。
電勢能具
5、有相對性,通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢能和零點。
由于電勢能具有相對性,所以實際的應(yīng)用意義并不大。而經(jīng)常應(yīng)用的是電勢能的變化。電場力對電荷做功,電荷的電勢能減速少,電荷克服電場力做功,電荷的電勢能增加,電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值,這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據(jù)。
7、電勢、電勢差
⑴電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量
在電場中某位置放一個檢驗電荷,若它具有的電勢能為,則比值叫做該位置的電勢。
電勢也具有相對性,通常取離電場無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢為零電勢(對同一電場,電勢能及電勢的零點選取是一致的)這樣選取零電勢點之后,可以得出正電荷形成的電場中各點的電勢均
6、為正值,負(fù)電荷形成的電場中各點的電勢均為負(fù)值。
⑵電場中兩點的電勢之差叫電勢差,依教材要求,電勢差都取絕對值,知道了電勢差的絕對值,要比較哪個點的電勢高,需根據(jù)電場力對電荷做功的正負(fù)判斷,或者是由這兩點在電場線上的位置判斷。
⑶電勢相等的點組成的面叫等勢面。等勢面的特點:
(a)等勢面上各點的電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力不做功。
(b)等勢面一定跟電場線垂直,而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。
(c)規(guī)定:畫等勢面(或線)時,相鄰的兩等勢面(或線)間的電勢差相等。這樣,在等勢面(線)密處場強(qiáng)較大,等勢面(線)疏處場強(qiáng)小。
⑷電場力對電荷做功的計
7、算公式:,此公式適用于任何電場。電場力做功與路徑無關(guān),由起始和終了位置的電勢差決定。
⑸在勻強(qiáng)電場中電勢差與場強(qiáng)之間的關(guān)系是,公式中的是沿場強(qiáng)方向上的距離。
8、電場中的導(dǎo)體
⑴靜電感應(yīng):把金屬導(dǎo)體放在外電場中,由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向移動,使導(dǎo)體的兩個端面出現(xiàn)等量的異種電荷,這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。
⑵靜電平衡:發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)的等量異種電荷形成一附加電場,當(dāng)附加電場與外電場完全抵消時,自由電子的定向移動停止,這時的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。
⑶處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點:
(a)導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)處處為零,電場線在導(dǎo)體的內(nèi)部中斷。
(b)導(dǎo)體是一個等勢體,表面是一個等勢面。
(c)導(dǎo)體表面上任意一點的場強(qiáng)方向跟該點的表面垂直。
(d)導(dǎo)體斷帶的凈電荷全部分布在導(dǎo)體的外表面上。