高 一 物 理 选 修 3-1 《静 电 场》 总 结
一.电荷及守恒定律 (一)
1、三种起电方式: 2、感应起电的结果:
3、三种起点方式的相同和不同点: (二)
1、电荷守恒定律内容: 2、什么是元电荷:
1e?______________,质子和电子所带电量等于一个基本电荷的电量。 1.6?10?19 3、比荷: 二. 库仑定律
1、内容:
________________________________________________________________ _
QQK122、公式:F?_________________,F叫库仑力或静电力,也叫电场力。它可以
r是引力,也可以是斥力,K叫静电力常量,K?_________________________。 9?109N?m2/C3、适用条件:__________________(带电体的线度远小于电荷间的距离r时,带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略不计时,可看作是点电荷)(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,同种电荷间的库仑力F ,异种电荷间的库仑力F )。
4、三个自由点电荷静态平衡问题:
三.电场强度
1. 电场
___________周围存在的一种物质。电场是__________的,是不以人的意志为转移的,只要电荷存在,在其周围空间就存在电场,电场具有___的性质和______的性质。
2. 电场强度 1) 物理意义:
2) 定义:公式:E?__________,E与q、F____关,取决于_______,适用于____F/电场。
3) 其中的q为__________________(以前称为检验电荷),是电荷量很______的点
电荷(可正可负)。 4) 单位:
5) 方向:是____量,规定电场中某点的场强方向跟_______在该点所受电场力方向
相同。
3. 点电荷周围的场强
Q① 点电荷Q在真空中产生的电场E?________________,K为静电力常量。 Kr② 均匀带点球壳外的场强: 均匀带点球壳内的场强: 4. 匀强电场
在匀强电场中,场强在数值上等于沿______每单位长度上的电势差,即:
E?_____U/。
5. 电场叠加
几个电场叠加在同一区域形成的合电场,其场强可用矢量的合成定则(________)进行合成。 6. 电场线
(1)作用:___________________________________________________________。 (2)性质:
7.等量异种电荷在连线上和中垂线上场强变化规律:
等量同种电荷在连线上和中垂线上场强变化规律: 三、电势能和电势、电势差
1.静电力做功的特点及用的思想方法: 2. 电势能
(1))电场力做功与电势能的关系:在电场中移动电荷时,电场力对电荷做正功,电势能减少;电场力对电荷做负功,电势能增加。
WAB?__________________________ ?EP?EPA?E(2电场力做的功等于电势能的变化量,即:也就是说,电荷在电场中某点(A)的电势能,等于静电力(电场力)把它从该点移动到零势能位置(B)时电场力所做的功。若取EPB?0 则
EPA?WAB?qELABcos?(对匀强电场)=qUAB(对所有电场)
(3)特点:① 与参考点(零势能位置)选取有关;②是电荷与所在电场所共有的
(4)正(负)场源电荷周围的正(负)试探电荷的电势能是正还是负,为什么? 3. 电势
电荷在电场中某点(A)的电势能(EPA)与它的电荷量(q)的比值,叫做这一
EPA点的电势。用?表示。即?A?___________。电场中电势的高低:___________________。
电势零位置的选取与零电势能位置选取相似。
4.等势面:___________________________________________。它具有如下特点: (1)电荷在同一等势面上移动,电场力不做功(而电场力做的功为零时,电荷不一定沿等势面移动);
(2)等势面一定跟电场线_________; (3)等差等势面密的地方场强______; (4)任意两等势面都不会_________;
(5)电场线总是从电势较______的等势面指向电势较_________的等势面。 5.等量异种电荷在连线上和中垂线上电势变化规律:
等量同种电荷在连线上和中垂线上电势变化规律:
5. 电势差
1)、定义: 用UAB表示。
即UAB??A??B或UBA??B??A两者关系UAB??UBA
2)、也可这样说,电荷在电场中两点间移动时,电场力所做的功跟电荷电量的比值,叫做这两点间的电势差,也叫电压。
WAB/公式:UAB?______________________,电场中A、B两点间的电势差只取决于A、B两点在电场中的位置,与参考点的选取及被移动的电荷无关,U跟W、q无关。
3)单位: 1V的意义:
6.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_________越大,电场线上每一○
点的______表示该点的场强方向。
2电场线与电势的关系:_________________________________; ○
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____________,○
电场线与通过该处的等势面_____________;
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______且由______电势○
指向___电势,等差等势面越密的地方表示场强越________。
总结
1、计算电场力做功的方法: 2、计算电势能的方法: 3、计算电势的方法:
四、电场中的导体
1. 静电感应:电场中的导体内部的自由电子受到电场力作用,将向电场反方向做定向移动,结果使导体两端分别出现正负感应电荷。 2. 处于静电平衡状态的导体的特征:
(1)内部场强(合场强)处处为零; (2)整个导体是等势体,表面是个等势面;
(3)表面上任何一点的场强方向都跟该点表面垂直; (4)净电荷只能分布在导体的外表面上。
3. 静电屏蔽:金属网罩(或金属包皮)能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响。
总结:画图说明静电屏蔽的两种方式: 四、电容器和电容
1. 电容器:_______________________________________________________。 什么是电容器充电?放电? 2. 电容
(1)定义:__________________________________________________。 (2)公式:C?___________,电容在数值上等于使电容器的两极板间的电势差Q/增加1V所需的电量,与Q、U无关,只取决于电容器本身。
(3)单位:法拉(F)。1F?106?F?1012pF。
(4)平行板电容器的电容:随两极板间正对面积的增大而增大,随两极板间距
?rS离的减小而增大,随两极板间电介质的介电常数的增大而增大。即C?_____(真空
4?中?r?0)
(5)接在电路中电容器的两种变化
电容器两端的电压恒定时:电量Q = CU∝C,而C =
εSεSU1
∝,E = ∝. 4πkdddd