物理選修3-1第一章知識點總結(jié).doc

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第一章 電場基本知識點總結(jié) （一）電荷間的相互作用 1．電荷間有相互作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引，兩電荷間的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。 2．庫侖定律：在真空中兩個點電荷間的作用力大小為F= kQ1Q2/r2， 靜電力常量k=9.0109Nm2/C2。 （二）電場強度 1．定義式：E=F/q，該式適用于任何電場. E與F、q無關(guān)只取決于電場本身，與密度ρ類似，密度ρ定義為 ，而ρ與m和V均無關(guān)，只與物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)． （1）場強E與電場線的關(guān)系：電場線越密的地方表示場強越大，電場線上每點的切線方向表示該點的場強方向，電場線的方向與場強E的大小無直接關(guān)系。 （2）場強的合成：場強E是矢量，求合場強時應(yīng)遵守矢量合成的平行四邊形法則。 （3）電場力：F=qE，F(xiàn)與q、E都有關(guān)。 2．決定式 （1）E=kQ/ r2，僅適用于在真空中點電荷Q形成的電場，E的大小與Q成正比， 與r2成反比。 （2）E=U/d，僅適用于勻強電場。 d是沿場強方向的距離，或初末兩個位置等勢面間的距離。 3.電場強度是矢量，其大小等于F與q的比值，反映電場的強弱； 其方向規(guī)定為正電荷受力的方向． 4. 電場強度的疊加是矢量的疊加 　　 空間中若存在著幾個電荷，它們在P點都激發(fā)電場，則P點的電場為這幾個電荷單獨 在P點產(chǎn)生電場的場強的矢量合． （三）電勢能 1．電場力做功的特點：電場力對移動電荷做功與路徑無關(guān)，只與始末位的電勢差有關(guān)，Wab=qUab 2．判斷電勢能變化的方法 （1）根據(jù)電場力做功的正負來判斷，不管正負電荷，電場力對電荷做正功，該電荷的電勢能一定減少；電場力對電荷做負功，該電荷的電勢能一定增加。 （2）根據(jù)電勢的定義式U=ε/q來確定。 （3）利用W=q(Ua-Ub)來確定電勢的高低 （四）電勢與電勢差 1.電場中兩點間的電勢差公式（兩個）：UAB=WAB/q ;UAB= 2、電場中某點的電勢公式： =WA∞/q = EA（電勢能）/ q （五）靜電平衡 把金屬導(dǎo)體放入電場中時，導(dǎo)體中的電荷重新分布，當感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場E與原場強E0疊加后合場強E為零時，即E= E0 +E=0，金屬中的自由電子停止定向移動，導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。 孤立的帶電導(dǎo)體和處于電場中的感應(yīng)導(dǎo)體，處于靜電平衡時，主要特點是： 1．導(dǎo)體內(nèi)部的合場強處處為零（即感應(yīng)電荷的場強 與原場強 大小相等方向相反）沒有電場線。 2．整個導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面。 3．導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直。 4．孤立導(dǎo)體上凈電荷分布在外表面。 （六）、電場中的帶電粒子的運動 1．帶電粒子重力是否可忽略？ ? （1）基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外一般都可忽略不計。 ? （2）帶電顆粒：如液滴、塵埃、小球一般都不能忽略。 2．帶電粒子平衡問題 此時一般考慮帶電粒子所受的重力，帶電粒子在電場中處于靜止狀態(tài)，則： 　　若受幾個力平衡，則應(yīng)用力學(xué)中關(guān)于受力平衡的知識解決問題． 　　3． 帶電粒子加速問題 　　帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場時，受到的電場力的方向與運動方向在同一直線上，此時帶電粒子做加（或減）速運動，帶電粒子動能的變化量等于電場力做的功，也等于電勢能的變化量， 動能定理(合外力對物體做的功=物體動能的增量) W合= mVt 2/2 - mVo2/2或 W合=ΔEK （1）初速度不為零時 （2）初速度為零時 【上述公式適用于勻強和非勻強電場】 4． 帶電粒子偏轉(zhuǎn)問題 　　帶電粒子進入電場時速度方向與電場線不平行時，帶電粒子在電場中要發(fā)生偏轉(zhuǎn)． 當帶電粒子進入勻強電場時的速度方向與電場線垂直時，帶電粒子在電場中做勻變速運動，即類似平拋的運動， 此類問題一般都是分解為兩個方向的分運動來處理。 （1）沿初速度方向做勻速運動： vx=v0，x=v0t （2）沿電場線方向做勻加速運動： vy=at，y=at2/2 （ 兩個分運動的聯(lián)系橋梁：時間t相等 ） 若偏轉(zhuǎn)電場的電壓為U、距離為d，帶電粒子重力可忽略時，則有帶電粒子的: 合力F=q E （又 E=U/d F=ma ） 加速度為a=qU/md， 任意時刻的速度為 偏轉(zhuǎn)角θ的正切為 由此應(yīng)用相應(yīng)的力學(xué)知識可以解出帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角度θ． （七）、電場線與等勢面的比較： 1、電場線：用來形象描述電場的假想曲線，是由法拉第引入的。 理解： ①、 起始于正電荷（無窮遠處），終止于負電荷（無窮遠處）， ②、 不是閉合曲線，不相交。 ③、 、電場線上一點的切線方向為該點場強方向。 ④、 、電場線的疏密程度反映了場強的大小。 ⑤、 、勻強電場的電場線是平行等距的直線。 ⑥、 、沿電場線方向電勢逐點降低，是電勢最低最快的方向。 ⑦、 電場線并非電荷運動的軌跡。 2、等勢面：電勢相等的點構(gòu)成的面有以下特征： ①、 在同一等勢面上移動電荷電場力不做功。 ②、 等勢面與電場力垂直。 ③、 電場中任何兩個等勢面不相交。 ④、 電場線由高等勢面指向低等勢面。 ⑤、 電勢與電場強度無必然的聯(lián)系 ⑥、 以等勢面的疏密反映了場強的大小 3、勻強點電荷電場等勢面的特點 ? A、等量同種電荷連線和中線上 ? 連線上：中點電勢最小 ? 中線上：由中點到無窮遠電勢逐漸減小，無窮遠電勢為零。 ? B、等量異種電荷連線上和中線上 ? 連線上：由正電荷到負電荷電勢逐漸減小。 ? 中線上：各點電勢相等且都等于零 3、電場力做功與電勢能的關(guān)系： ①、通過電場力做功說明：電場力做正功，電勢能減小。 電場力做負功，電勢能增大。 ②、正電荷：順著電場線移動時，電勢能減小。 逆著電場線移動時，電勢能增加。 負電荷：順著電場線移動時，電勢能增加。 逆著電場線移動時，電勢能減小。 ③、求電荷在電場中A、B兩點具有的電勢能高低 將電荷由A點移到B點根據(jù)電場力做功情況判斷，電場力做正功，電勢能減小，電荷在A點電勢能大于在B點的電勢能，反之電場力做負功，電勢能增加，電荷在B點的電勢能小于在B點的電勢能 ④、在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為正，負電荷在任一點具有的電勢能都為負。 在負電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為負，負電荷在任意一點具有的電勢能都為正。 (八)、電勢與電勢差的比較： （1）電勢差是電場中兩點間的電勢的差值， （2）電場中某一點的電勢的大小，與選取的參考點有關(guān)； 電勢差的大小，與選取的參考點無關(guān)。 （3）電勢和電勢差都是標量，單位都是伏特，都有正負值； 電勢的正負表示該點比參考點的電勢大或??； 電勢差的正負表示兩點的電勢的高低。 注：五個靜電場物理量的判斷 （一）、電場(場強E) 的判斷 1、用電場線判斷：疏密表示E大小, ；切線方向或 +q受力的方向(-q受力的反方向)表示E的方向。 2、用定義式判斷：E=F/q （二）、電場力的判斷： 大?。篎= qE ；方向：區(qū)分正、負電，“正同負反” （三）、電勢高低的判斷 1、看電場線的方向 2、由電勢差UAB的正負判斷 （四）、電場力作正功、負功的判斷： 看電場力的方向與移動方向,明確電場力是作動力還是阻力。 （五）、電勢能增減的判斷： 看電場力做功的正、負EPA電勢能- EPB電勢能=WAB （六）電場線曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向，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），終止負電荷（或無窮遠）；(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弱，并不是帶電粒子在電場中的運動軌跡。帶電粒子的運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。 （九）電容器、電容 1．電容器的電容 　　（1）．定義式：C=Q/U=Δ Q/ΔU，適用于任何電容器。 　?。?）決定式；C=εS/4πkd，僅適用于平行板電容器。平行板電容器的電容與兩極板間 電介質(zhì)的介電常數(shù)ε成正比，與兩極板的正對面積S成正比，與兩極板間的距離d成反比，即 ，寫成等式 ． （3）注意：電容是反映電容器本身貯電性能的物理量，由電容器本身的構(gòu)造決定，與電容器帶電多少、是否帶電及兩極間電勢差大小等均無關(guān)．由平行板電容器電容的決定式可以看出，其電容只與ε、S和d有關(guān)． 2．解決平行板電容器問題的基本思路 （1） 首先確定不變量， 電容器跟電源相連，U不變，q隨C而變。 d↑→C↓→q↓→E↓ 充電后斷開，q不變，U隨C而變。 d↑→C↓→U↑→不變。ε、S↓→C↓→U↑→E ?。?）用式分析平行板電容器電容的變化． ?。?）用定義式分析電量Q或者電勢差U的變化． （4）用分析兩極板間電場強度的變化．。