高二物理選修3-1第一章《靜電場》知識復(fù)習(xí)提綱

高中物理選修3-1知識點(diǎn)總結(jié)：第一章靜電場（人教版）靜電場是非常重要的一部分內(nèi)容，包含的知識點(diǎn)也是比較的難以理解，重點(diǎn)在于電荷的守恒定律、庫侖定律、電勢能的理解、電場強(qiáng)度與電勢差，難點(diǎn)在于電勢與電勢差的有關(guān)問題以及帶電粒子在電場中的運(yùn)動。考試的要求：Ⅰ、對所學(xué)知識要知道其含義，并能在有關(guān)的問題中識別并直接運(yùn)用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)中的“了解”和“認(rèn)識”。Ⅱ、能夠理解所學(xué)知識的確切含義以及和其他知識的聯(lián)系，能夠解釋，在實(shí)際問題的分析、綜合、推理、和判斷等過程中加以運(yùn)用，相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)的“理解”，“應(yīng)用”。要求Ⅰ：電荷守恒定律、靜電現(xiàn)象、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)、電勢、電勢差、常用電容器電荷與電容的關(guān)系。要求Ⅱ：庫侖定律、電勢能、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系、帶電粒子在均勻電場中的運(yùn)動等內(nèi)容。知識構(gòu)建：新知?dú)w納：一、電荷間的相互作用：●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?！駧靵龆桑涸谡婵罩袃蓚€點(diǎn)電荷間的作用力大小為F=kQ1Q2/r2靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2。二、電場強(qiáng)度：●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，E的方向規(guī)定為正點(diǎn)電荷受到電場力的方向。①場強(qiáng)E與電場線的關(guān)系：電場線越密的地方表示場強(qiáng)越大，電場線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向，電場線的方向與場強(qiáng)E的大小無直接關(guān)系。②場強(qiáng)的合成：場強(qiáng)E是矢量，求合場強(qiáng)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)?！駴Q定式：①E=kQ/r2，僅適用于在真空中點(diǎn)電荷Q形成的電場，E的大小與Q成正比，與r2成反比。②E=U/d，僅適用于勻強(qiáng)電場。三、電勢能：●電場力做功的特點(diǎn)：電場力對移動電荷做功與路徑無關(guān)，只與始末位置的電勢差有關(guān)，Wab=qUab●判斷電勢能變化的方法：①根據(jù)電場力做功的正負(fù)來判斷，不管正負(fù)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(fù)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、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(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場E與原場強(qiáng)E0疊加后合場強(qiáng)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(diǎn)是：導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)處處為零（即感應(yīng)電荷的場強(qiáng)與原場強(qiáng)大小相等方向相反）沒有電場線。整個導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面。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。五、電容：定義式：C=Q/U=ΔQ/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。●對平行板電容器有關(guān)的C、Q、U、E的討論問題有兩種情況。對平行板電容器的討論：、、①電容器跟電源相連，U不變，q隨C而變。d↑→C↓→q↓→E↓ε、S↑→C↑→q↑→E不變。②充電后斷開，q不變，U隨C而變。d↑→C↓→U↑→不變。ε、S↓→C↓→U↑→E↑。六、帶有粒子的加速度：●若帶電粒子僅受電場力且電場力做正功，其電勢能減少、動能增加。①初速度為零時：②初速度不為零時：帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：帶電粒子僅受電場力作用時以初速度v0垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，做類平勢運(yùn)動，此類問題一般都是分解為兩個方向的分運(yùn)動來處理。沿初速度方向做勻速運(yùn)動：vx=v0，x=v0t沿電場方向做勻加速運(yùn)動：vy=at，y=at2/2兩個分運(yùn)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，則帶電粒子的加速度為a=qU/md，任意時刻的速度為側(cè)移量。偏轉(zhuǎn)角θ的正切為?！裉幚韼щ娏Ｗ舆\(yùn)動問題的三條途徑：①勻變速直線運(yùn)動公式和牛頓運(yùn)動定律。②運(yùn)動定理或能量守恒定律。③運(yùn)動定理和動量守恒定律?！駧щ娏Ｗ铀苤亓κ欠窨梢院雎寓倩玖Ｗ樱喝珉娮印①|(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。七、電場線與等勢面的比較：●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(yuǎn)處），終止于負(fù)電荷（無窮遠(yuǎn)處），不是閉合曲線，不相交。②電場線上一點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)場強(qiáng)方向。③電場線的疏密程度反映了場強(qiáng)的大小。④勻強(qiáng)電場的電場線是平行等距的直線。⑤沿電場線方向電勢逐點(diǎn)降低，是電勢降低最快的方向。⑦電場線并非電荷運(yùn)動的軌跡。等勢面：電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面有以下特征在同一等勢面上移動電荷電場力不做功。等勢面與電場力垂直。電場中任何兩個等勢面不相交。電場線由高等勢面指向低等勢面。規(guī)定：相鄰等勢面間的電勢差相差，所以等勢面的疏密反映了場強(qiáng)的大?。▌驈?qiáng)電場、點(diǎn)電荷電場等勢面的特點(diǎn)）。幾種等勢面的性質(zhì)。Ⅰ、等量同種電荷連線和中線上：連線上：中點(diǎn)電勢最小。中線上：由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)電勢逐漸減小，無窮遠(yuǎn)電勢為零。Ⅱ、等量異種電荷連線上和中線上：連線上：由正電荷到負(fù)電荷電勢逐漸減小。中線上：各點(diǎn)電勢相等且都等于零。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(fù)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(fù)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(diǎn)具有的電勢能高低將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)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(diǎn)電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能，反之電場力做負(fù)功，電勢能增加，電荷在A點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能④、在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正。八、電勢與電勢差的比較：●電勢差是電場中兩點(diǎn)間的電勢的差值，?！耠妶鲋心骋稽c(diǎn)的電勢的高低，與選取的參考點(diǎn)有關(guān)；電勢差的大小，與選取的參考點(diǎn)無關(guān)?！耠妱莺碗妱莶疃际菢?biāo)量，單位都是伏特，都有正負(fù)值?！耠妱莸恼?fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢高或低。●電勢差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢的高低?！駭U(kuò)展閱讀：優(yōu)秀考生的成功經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)物理要重視對實(shí)際問題的分析，要注意幾種能力的培養(yǎng)：一、實(shí)驗(yàn)動手能力，物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基本研究手段，況且，實(shí)驗(yàn)題為歷屆高考必考之項(xiàng)，復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時一定要親自動手去做，做完后要跟初學(xué)時一樣寫實(shí)驗(yàn)報告，作數(shù)據(jù)分析，這其中一個難點(diǎn)是對系統(tǒng)誤差的分析。二、空間想象能力，分析一種運(yùn)動，需要在頭腦中建立起物理圖景，將所有的條件都加到圖景之中，讓物體“動”起來，培養(yǎng)空間想象能力，首先應(yīng)從立體幾何開始，首先考慮角度變換，再逐步發(fā)展為圖形的運(yùn)動，這時候想象力還是能發(fā)揮作用的。三、按步驟行事援建立起物理圖景