2016年高考物理電場知識點

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高考復習 來源: 高中學習網(wǎng)


  電場是電荷及變化磁場周圍空間里存在的一種特殊物質(zhì)。電場這種物質(zhì)與通常的實物不同,它不是由分子原子所組成,但它是客觀存在的,電場具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等客觀屬性。

1兩種電荷

  兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍

  (1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負電荷。(2)電荷守恒定律:

1庫侖定律

  庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:兩點電荷的電量(C),r:兩點電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}

  (1)內(nèi)容:在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。

  (2)公式:

  (3)適用條件:真空中的點電荷。

  點電荷是一種理想化的模型。如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多,以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計時,這種帶電體就可以看成點電荷,但點電荷自身不一定很小,所帶電荷量也不一定很少。

  真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}

1電場強度、電場線

  電場強度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}

  (1)電場:帶電體周圍存在的一種物質(zhì),是電荷間相互作用的媒體。電場是客觀存在的,電場具有力的特性和能的特性。

  (2)電場強度:放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值,叫做這一點的電場強度。定義式:E=F/q 方向:正電荷在該點受力方向。

  (3)電場線:在電場中畫出一系列的從正電荷出發(fā)到負電荷終止的曲線,使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致,這些曲線叫做電場線。電場線的性質(zhì):①電場線是起始于正電荷(或無窮遠處),終止于負電荷(或無窮遠處);②電場線的疏密反映電場的強弱;③電場線不相交;④電場線不是真實存在的;⑤電場線不一定是電荷運動軌跡。

  (4)勻強電場:在電場中,如果各點的場強的大小和方向都相同,這樣的電場叫勻強電場。勻強電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線。勻強電場的場強E=UAB/d {UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)}

  (5)電場強度的疊加:電場強度是矢量,當空間的電場是由幾個點電荷共同激發(fā)的時候,空間某點的電場強度等于每個點電荷單獨存在時所激發(fā)的電場在該點的場強的矢量和。

1電勢差U

  電荷在電場中由一點A移動到另一點B時,電場力所做的功WAB與電荷量q的比值WAB/q叫做AB兩點間的電勢差。公式:UAB=WAB/q電勢差有正負:UAB=-UBA,一般常取絕對值,寫成U。

1電勢φ

  電場中某點的電勢等于該點相對零電勢點的電勢差。電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q。

  (1)電勢是個相對的量,某點的電勢與零電勢點的選取有關(通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢)。因此電勢有正、負,電勢的正負表示該點電勢比零電勢點高還是低。

  (2)沿著電場線的方向,電勢越來越低。

1電勢能

  電荷在電場中某點的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處(電勢為零處)電場力所做的功ε=qU

  電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}。電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}。電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等于電場力做功的負值)

1等勢面

  電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫做等勢面。

  (1)等勢面上各點電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力不做功。

  (2)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。

  (3)畫等勢面(線)時,一般相鄰兩等勢面(或線)間的電勢差相等。這樣,在等勢面(線)密處場強大,等勢面(線)疏處場強小。

1電場中的功能關系

  電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)}

  (1)電場力做功與路徑無關,只與初、末位置有關。

  計算方法有:由公式W=qEcosθ計算(此公式只適合于勻強電場中),或由動能定理計算。電場力:F=qE {F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強度(N/C)}

  (2)只有電場力做功,電勢能和電荷的動能之和保持不變。

  (3)只有電場力和重力做功,電勢能、重力勢能、動能三者之和保持不變。

1靜電屏蔽

  處于電場中的空腔導體或金屬網(wǎng)罩,其空腔部分的場強處處為零,即能把外電場遮住,使內(nèi)部不受外電場的影響,這就是靜電屏蔽。

1帶電粒子在電場中的運動

  帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2。帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(zhuǎn)(不考慮重力作用的情況下):①類平 垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)。②拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2,a=F/m=qE/m。

  (1)帶電粒子在電場中加速

  帶電粒子在電場中加速,若不計粒子的重力,則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動能的增量。

  (2)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)

  帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后,做類平拋運動。垂直于場強方向做勻速直線運動:Vx=V0,

  L=V0t。平行于場強方向做初速為零的勻加速直線運動:

  (3)是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定。一般說來:

 、倩玖W樱喝珉娮、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外,一般都不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量)。

 、趲щ婎w粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或明確的暗示以外,一般都不能忽略重力。

  (4)帶電粒子在勻強電場與重力場的復合場中運動

  由于帶電粒子在勻強電場中所受電場力與重力都是恒力,因此可以用兩種方法處理:①正交分解法;②等效“重力”法。

1示波管的原理

  示波管由電子槍,偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,管內(nèi)抽成真空。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加掃描電壓,同時加在偏轉(zhuǎn)電極YY′上所要研究的信號電壓,其周期與掃描電壓的周期相同,在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線。

1電容

  (1)定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢差的比值

  平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數(shù))。電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}

  (2)定義式:

  注:(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;

  (2)電場線從正電荷出發(fā)終止于負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;

  (3)常見電場的電場線分布要求熟記;

  

  (5)處于靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直于導體表面,導體內(nèi)部合場強為零,導體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導體外表面;

  (6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;

  (7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;

  (8)其它相關內(nèi)容:靜電屏蔽/示波管、示波器及其應用等勢面。

 。9)電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量,由電容器本身的介質(zhì)特性與幾何尺寸決定,與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關。

  (10)單位:法拉(F),1F=106μF,1μF=106pF。

 。11)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關。

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