電場基本概念

1、一、電場基本規(guī)律1、電荷守恒定律：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn) 移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中， 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、庫侖定律(1)定律內(nèi)容：真空中兩個靜止點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=9.0 xi09Nm2/C2 靜電力常量(3)適用條件：真空中靜止的點電荷。(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=1.6 X10-19C密立卞g測得 e的值。二、電場能的性質(zhì)

2、1、電場能的基本性質(zhì)：電荷在電場中移動，電場力要對電荷做功。2、電勢小(1)定義：電荷在電場中某一點的電勢能Ep與電荷量的比值。.電勢具有相對性，相對參考點而言。但電勢之差與參考點的選擇無關(guān),.電勢一個標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點電勢比參考點電勢高, 還是低。.電勢的大小由電場本身決定，與Ep和q無關(guān)。.電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移動到零勢點時電場力所做的功。(4)電勢高低的判斷方法根據(jù)電場線判斷：沿著電場線電勢降低。小 A> 4B根據(jù)電勢能判斷：正電荷：電勢能大，電勢高；電勢能小，電勢低。負(fù)電荷：電勢能大，電勢低；電勢能小，電勢高。結(jié)論：只在電場力作用下，靜止的電荷從電勢能

3、高的地方向電勢能低 的地方運動。3、電勢能Ep(1)定義：電荷在電場中，由于電場和電荷間的相互作用，由位置決 定的能量。電荷在某點的電勢能等于電場力把電荷從該點移動到零勢能位 置時所做的功(2)定義式：一一帶正負(fù)號計算(3)特點：電勢能具有相對性，相對零勢能面而言，通常選大地或無窮遠(yuǎn)處為 零勢能面。電勢能的變化量 Ep與零勢能面的選擇無關(guān)。4、電勢差UAB(1)定義：電場中兩點間的電勢之差。也叫電壓。(2)定義式：Uab=林-M(3)特點：電勢差是標(biāo)量，但是卻有正負(fù)，正負(fù)只表示起點和終點的電勢誰高 誰低。若 Uab>0 ,則 Uba<0。單位：伏電場中兩點的電勢差是確定的，與零勢面

4、的選擇無關(guān)U=Ed)強電場中兩點間的電勢差計算公式。一一電勢差與電場強 度之間的關(guān)系。5、靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強處處為零。感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場都等于外電場在該處場強的 大小相等，方向相反。處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，導(dǎo)體表面是個等勢面。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。6、電場力做功 Wab(1)電場力做功的特點：電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān), 即與初末位置的電勢差有關(guān)。(2)表達(dá)式：Wab=U ABq一帶正負(fù)號計算(適用于任何電場)WAB=qEd -d沿電場方向的距離。一一勻強電

5、場(3)電場力做功與電勢能的關(guān)系Wab =- ZEp=E pa-Epb結(jié)論：電場力做正功，電勢能減少電場力做負(fù)功，電勢能增加7、等勢面：(1)定義：電勢相等的點構(gòu)成的面。(2)特點：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。等勢面與電場線垂直兩等勢面不相交等勢面的密集程度表示場強的大?。菏枞趺軓姟．嫷葎菝鏁r，相鄰等勢面間的電勢差相等。(3)判斷電場線上兩點間的電勢差的大?。嚎拷鼒鲈?場強大)的兩 點間的電勢差大于遠(yuǎn)離場源(場強小)相等距離兩點間的電勢差。三、電場力的性質(zhì)1、電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中電荷有力的作用。2、電場強度E(1)定義：電荷在電場中某點受到的電場力F與電荷

6、的帶電量 q的比值，就叫做該點的電場強度。(2)定義式：E與F、q無關(guān)，只由電場本身決定。(3)電場強度是矢量：大小：單位電荷受到的電場力。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 (5)其他的電場強度公式點電荷的場強公式：一一 Q場源電荷E=KQ/R 2勻強電場場強公式：一一 d沿電場方向兩點間距離 E=U/d(6)場強的疊加：遵循平行四邊形法則3、電場線(1)意義：形象直觀描述電場強弱和方向理性模型，實際上是不存在 的(2)電場線的特點：電場線起于正(無窮遠(yuǎn))，止于(無窮遠(yuǎn))負(fù)電荷不封閉，不相交，不相切沿電場線電勢降低，且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強大

7、 小，可以判斷電勢高低。電場線垂直于等勢面，靜電平衡導(dǎo)體，電場線垂直于導(dǎo)體表面(3)幾種特殊電場的電場線勻、應(yīng)用一一帶電粒子在電場中的運動(平衡問題，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題)1、基本粒子不計重力，但不是不計質(zhì)量，如質(zhì)子，電子，a粒子，氣，笊，瓶帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計算重力。2、平衡問題：電場力與重力的平衡問題。mg=Eq3、加速問題(1)由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場中加速運動(不計重力)， 只受電場力Eq,粒子的加速度為 a=qE/m ,若兩板間距離為 d ,則(2)由動能定理解釋，可見加速的末速度與兩板間的距離d無關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場中運動的時間不

8、一樣，d越大，飛行時間越長。3-偏轉(zhuǎn)問題一一類平拋運動在垂直電場線的方向：粒子做速度為V0勻速直線運動。在平行電場線的方向：粒子做初速度為V。、加速度為a的勻加速直線運動，帶電粒子若不計重力，則在該方向粒子的加速度a=F電/m帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場水平距離為L,若不能飛出電場則水平距離為 x帶電粒子飛行的時間： t=x/v 0=L/v 0粒子要能飛出電場則：y<d/2 (d為磁場寬度) 五、電容器及其應(yīng)用1、電容器充放電過程：(電源給電容器充電)充電過程：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能放電過程：電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、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：C=Q/U為一是定義式不是決定式C=為一是電容的決定式(平行板電容器)(4)單位：法拉 F,微法仙F,皮法pF1F=10 -6 妤=10 -12 P F(5)特點電容器