高二物理-靜電場(chǎng)講義【全面】

1、第一章 章節(jié)復(fù)習(xí)總結(jié)一、電場(chǎng)基本規(guī)律1、電荷守恒定律：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變。（1）三種帶電方式：摩擦起電，感應(yīng)起電，接觸起電。（2）元電荷：最小的帶電單元，任何帶電體的帶電量都是元電荷的整數(shù)倍，e=1.610-19C密立根測(cè)得e的值。2、庫(kù)倫定律（1）定律內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。（2）表達(dá)式： k=9.0109Nm2/C2靜電力常量（3）適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。二、電場(chǎng)力的性質(zhì)1、

2、電場(chǎng)的基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中電荷有力的作用。2、電場(chǎng)強(qiáng)度E（1）定義：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。（2）定義式： E與F、q無(wú)關(guān)，只由電場(chǎng)本身決定。（3）電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量：大?。?jiǎn)挝浑姾墒艿降碾妶?chǎng)力。 方向：規(guī)定正電荷受力方向，負(fù)電荷受力與E的方向相反。（4）單位：N/C,V/m 1N/C=1V/m（5）其他的電場(chǎng)強(qiáng)度公式 點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式：Q場(chǎng)源電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)公式：d沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間距離（6）場(chǎng)強(qiáng)的疊加：遵循平行四邊形法則3、電場(chǎng)線（1）意義：形象直觀描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向理性模型，實(shí)際上是不存在的（2）電場(chǎng)線的特點(diǎn)： 電場(chǎng)線起于正（無(wú)窮遠(yuǎn)），止

3、于（無(wú)窮遠(yuǎn)）負(fù)電荷不封閉，不相交，不相切沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，且電勢(shì)降低最快。一條電場(chǎng)線無(wú)法判斷場(chǎng)強(qiáng)大小，可以判斷電勢(shì)高低。電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，靜電平衡導(dǎo)體，電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面（3）幾種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線E三、電場(chǎng)能的性質(zhì)1、電場(chǎng)能的基本性質(zhì)：電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)，電場(chǎng)力要對(duì)電荷做功。2、電勢(shì)能Ep（1）定義：電荷在電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)和電荷間的相互作用，由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力把電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功。（2）定義式：帶正負(fù)號(hào)計(jì)算（3）特點(diǎn)： 電勢(shì)能具有相對(duì)性，相對(duì)零勢(shì)能面而言，通常選大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面。電勢(shì)能的變化量Ep與零勢(shì)能面的選擇無(wú)關(guān)。3、電勢(shì)（1）定義：

4、電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能Ep與電荷量的比值。（2）定義式：?jiǎn)挝唬悍╒）帶正負(fù)號(hào)計(jì)算（3）特點(diǎn)： 電勢(shì)具有相對(duì)性，相對(duì)參考點(diǎn)而言。但電勢(shì)之差與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。電勢(shì)一個(gè)標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢(shì)比參考點(diǎn)電勢(shì)高，還是低。電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身決定，與Ep和q無(wú)關(guān)。電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。（4）電勢(shì)高低的判斷方法 AB根據(jù)電場(chǎng)線判斷：沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低。AB根據(jù)電勢(shì)能判斷：正電荷：電勢(shì)能大，電勢(shì)高；電勢(shì)能小，電勢(shì)低。負(fù)電荷：電勢(shì)能大，電勢(shì)低；電勢(shì)能小，電勢(shì)高。結(jié)論：只在電場(chǎng)力作用下，靜止的電荷從電勢(shì)能高的地方向電勢(shì)能低的地方運(yùn)動(dòng)。4、電勢(shì)差UAB（

5、1）定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差。也叫電壓。（2）定義式：UAB=A-B（3）特點(diǎn)： 電勢(shì)差是標(biāo)量，但是卻有正負(fù)，正負(fù)只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢(shì)誰(shuí)高誰(shuí)低。若UAB 0，則UBAUBC7、靜電平衡狀態(tài)（1）定義：導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài)（2）特點(diǎn)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場(chǎng)都等于外電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)的大小相等，方向相反。處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是個(gè)等勢(shì)面。電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，在導(dǎo)體表面的分布與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān)，越彎曲，電荷分布越多。四、電容器及其應(yīng)用1、電容器充放電過(guò)程：（電源給電容器充電）充電過(guò)程S-A：電源的

6、電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能放電過(guò)程S-B：電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能SABLC2、電容（1）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。（2）定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電壓U的比值就叫做電容器的電容。（3）定義式：是定義式不是決定式是電容的決定式（平行板電容器）（4）單位：法拉F，微法F，皮法pF1pF=10-6F=10-12F（5）特點(diǎn)電容器的電容C與Q和U無(wú)關(guān)，只由電容器本身決定。電容器的帶電量Q是指一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值。電容器始終與電源相連，則電容器的電壓不變。 電容器充電完畢，再與電源斷開(kāi)，則電容器的帶電量不變。在有關(guān)電容器問(wèn)題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個(gè)公式和的結(jié)論聯(lián)

7、合使用進(jìn)行判斷 五、應(yīng)用帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（平衡問(wèn)題，加速問(wèn)題，偏轉(zhuǎn)問(wèn)題）1、基本粒子不計(jì)重力，但不是不計(jì)質(zhì)量，如質(zhì)子（），電子，粒子（）,氕（），氘（），氚（）帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計(jì)算重力。Eqmgv02、平衡問(wèn)題：電場(chǎng)力與重力的平衡問(wèn)題。mg=EqUv3、加速問(wèn)題（1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力），只受電場(chǎng)力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則（2）由動(dòng)能定理解釋，可見(jiàn)加速的末速度與兩板間的距離d無(wú)關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一樣，d越大，飛行時(shí)間越長(zhǎng)。3、偏轉(zhuǎn)問(wèn)題類平拋運(yùn)動(dòng) 在垂直電場(chǎng)線的方向：粒子做速度為v0勻速直線運(yùn)動(dòng)。Lv0yvv0vy在平行電場(chǎng)線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子若不計(jì)重力，則在豎直方向粒子的加速度帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場(chǎng)水平距離為L(zhǎng)，若不能飛出電場(chǎng)則水平距離為x帶電粒子飛行的時(shí)間：t=x/v0=L/v0粒子要能飛出電場(chǎng)則：yd/2粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)：粒子在豎直方向的分速度:粒子出電場(chǎng)的速度偏角：由可得：飛 行 時(shí)間：t=L/vO 豎直分速度：側(cè)向偏移量： 偏向角：U1Lv0yvv0vyLy飛 行 時(shí)間：t=L/vO 側(cè)向偏移量：