靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)歸納

1、 靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 一、點(diǎn)電荷和庫(kù)侖定律1如何理解電荷量、元電荷、點(diǎn)電荷和試探電荷？(1)電荷量是物體帶電的多少，電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍(2)元電荷不是電子，也不是質(zhì)子，而是最小的電荷量數(shù)值，電子和質(zhì)子帶有最小的電荷量，即e1.61019 C，是密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。(3)點(diǎn)電荷要求“線度遠(yuǎn)小于研究范圍的空間尺度”，是一種理想化的模型，對(duì)其帶電荷量無(wú)限制(4)試探電荷要求放入電場(chǎng)后對(duì)原來(lái)的電場(chǎng)不產(chǎn)生影響，且要求在其占據(jù)的空間內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)“相同”，故其應(yīng)為帶電荷量“足夠小”的點(diǎn)電荷2庫(kù)侖定律 (1)適用條件：真空中的點(diǎn)電荷 (2)庫(kù)侖力的方向：同種電荷相互排斥，為斥力；異種電荷相互吸引，為引力

2、二、庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題1分析庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題的思路（與以往的受力分析一樣，不過(guò)多了個(gè)電場(chǎng)力） (1)確定研究對(duì)象如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí)，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”，一般是先整體后隔離(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析有些點(diǎn)電荷如電子、質(zhì)子等可不考慮重力，而塵埃、液滴等一般需考慮重力具體視題目要求來(lái)定。(3)列平衡方程(F合0或Fx0，F(xiàn)y0，即水平和豎直方向合力分別為0)2三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題(1)條件：三個(gè)點(diǎn)電荷放置于于一條直線上，且接觸面光滑不固定，有如下結(jié)論(2)規(guī)律：“三點(diǎn)共線”三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一直線上；“兩同夾異”正負(fù)電荷相互間隔；“兩大夾小”中間電荷的電

3、荷量最??；“近小遠(yuǎn)大”中間電荷靠近電荷量較小的電荷三、場(chǎng)強(qiáng)的三個(gè)表達(dá)式的比較及場(chǎng)強(qiáng)的疊加1場(chǎng)強(qiáng)的三個(gè)表達(dá)式的比較定義式?jīng)Q定式關(guān)系式關(guān)系式表達(dá)式EF/qEkQ/r2EU/dE=4kQ/(S)適用范圍任何電場(chǎng)真空中的點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)，電容器電容器電場(chǎng)說(shuō)明E的大小及方向與檢驗(yàn)電荷的電荷量及存在與否無(wú)關(guān)Q：場(chǎng)源電荷的電荷量r：研究點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離，用于均勻帶電球體(或球殼)時(shí)，r是球心到研究點(diǎn)的距離，Q是整個(gè)球體的帶電荷量U：電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差d：兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離.Q：電容器一個(gè)極板的帶電量：插入的絕緣材料的介電常數(shù)S：正對(duì)面積2.電場(chǎng)的疊加原理電場(chǎng)為矢量，疊加需要平行四邊形定則。四、對(duì)電場(chǎng)線的進(jìn)

4、一步認(rèn)識(shí)1點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)(1)離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密集，場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)(2)若以點(diǎn)電荷為球心作一個(gè)球面，電場(chǎng)線處處與球面垂直，在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向各不相同2等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)(1)兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)，電場(chǎng)線方向從正電荷指向負(fù)電荷(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂面(線)上，場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面(線)垂直在中垂面(線)上到O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等(O為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn))(3)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)A與A，B與B的場(chǎng)強(qiáng)等大、同向3等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)(1)兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為零(2)中點(diǎn)O附近的電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為零(3)

5、在中垂面(線)上從O點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)，電場(chǎng)線先變密后變疏，即場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小(4)兩點(diǎn)電荷連線中垂線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向和該直線平行(5)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)A與A，B與B的場(chǎng)強(qiáng)等大、反向五、電勢(shì)高低及電勢(shì)能大小的比較方法1比較電勢(shì)高低的幾種方法(1)沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低，電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面注意：電勢(shì)降低最快的方向是電場(chǎng)線的方向(2)判斷出UAB的正負(fù)，再由UABAB，比較A、B的大小，若UAB0，則AB，若UAB0，則AB.，即看UAB的下角標(biāo)。(3)取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，正電荷周?chē)妱?shì)為正值，且離正電荷近處電勢(shì)高；負(fù)電荷周?chē)妱?shì)為負(fù)值，且離負(fù)電荷近處電勢(shì)低2電勢(shì)能大小的比較

6、方法(1)場(chǎng)源電荷判斷法 （EP=q，電勢(shì)能既與電勢(shì)有關(guān)，還取決于電性的正負(fù)）離場(chǎng)源正電荷越近，試探正電荷的電勢(shì)能越大，試探負(fù)電荷的電勢(shì)能越小離場(chǎng)源負(fù)電荷越近，試探正電荷的電勢(shì)能越小，試探負(fù)電荷的電勢(shì)能越大(2)電場(chǎng)線判斷法正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減??；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減小(3)做功判斷法電場(chǎng)力做正功，電荷(無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷)，電勢(shì)能減少反之，如果電荷克服電場(chǎng)力做功，那么電勢(shì)能將增加。 六、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)及電場(chǎng)力做功的計(jì)算1電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)電場(chǎng)力做的功和路徑無(wú)關(guān)，只和初

7、、末位置的電勢(shì)差有關(guān)2電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法(1)由公式WFlcos 計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，可變形為WqElE，式中l(wèi)E為電荷初末位置在電場(chǎng)方向上的距離(2)由電勢(shì)差的定義式計(jì)算，WABqUAB，對(duì)任何電場(chǎng)都適用當(dāng)UAB0，q0或UAB0，q0時(shí)，W0；否則W0.(3)由電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系計(jì)算，WABEPAEPB.= EP 七、電場(chǎng)線、等勢(shì)線與運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合分析1帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是由帶電粒子受到的合外力的情況以及初速度的情況共同決定的運(yùn)動(dòng)軌跡上各點(diǎn)的切線方向表示粒子在該點(diǎn)的速度方向電場(chǎng)線只能夠描述電場(chǎng)的方向和定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，它決定了帶電粒子在電場(chǎng)中各點(diǎn)所受電場(chǎng)力

8、的方向和加速度的方向2等勢(shì)線總是和電場(chǎng)線垂直，已知電場(chǎng)線可以畫(huà)出等勢(shì)線已知等勢(shì)線也可以畫(huà)出電場(chǎng)線3在利用電場(chǎng)線、等勢(shì)面和帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡解決帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，基本方法是：(1)根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡確定帶電粒子受到的電場(chǎng)力的方向，帶電粒子所受的合力(往往只受電場(chǎng)力)指向運(yùn)動(dòng)軌跡曲線的內(nèi)側(cè)，再結(jié)合電場(chǎng)線確定帶電粒子的帶電種類(lèi)或電場(chǎng)線的方向；(2)根據(jù)帶電粒子在不同的等勢(shì)面之間移動(dòng)，結(jié)合題意確定電場(chǎng)力做正功還是做負(fù)功，電勢(shì)能的變化情況或是等勢(shì)面的電勢(shì)高低八、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系1電場(chǎng)與電勢(shì)沒(méi)關(guān)系，一個(gè)反映電場(chǎng)力的性質(zhì)，一個(gè)是能的性質(zhì)，一個(gè)是矢量一個(gè)是標(biāo)量。公式E反映了電場(chǎng)強(qiáng)度與電

9、勢(shì)差之間的關(guān)系，由公式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電場(chǎng)中電勢(shì)降低最快的方向2公式中d可理解為電場(chǎng)中兩點(diǎn)所在等勢(shì)面之間的距離，由此可得出一個(gè)結(jié)論：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩長(zhǎng)度相等且相互平行的線段的端點(diǎn)間的電勢(shì)差相等如圖5所示，AB、CD平行且相等，則UABUCD九、靜電現(xiàn)象1處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體具有以下特點(diǎn)(1)導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)(E0與E的合場(chǎng)強(qiáng))處處為零，E內(nèi)0；(2)整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體，導(dǎo)體的表面是等勢(shì)面；(3)導(dǎo)體外部電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面垂直；(4)靜電荷只分布在導(dǎo)體外表面上，且與導(dǎo)體表面的曲率有關(guān)2靜電屏蔽：如果用金屬網(wǎng)罩(或金屬殼)將一部分空間包圍起來(lái)，這一包圍空間以外的區(qū)域里，無(wú)論電場(chǎng)強(qiáng)弱如何，方向如

10、何，空間內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度均為零因此金屬網(wǎng)罩(或金屬殼)對(duì)外電場(chǎng)有屏蔽作用十、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析運(yùn)用電容的定義式和決定式分析電容器相關(guān)量變化的思路(1)確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變電容器的兩極板與電源連接時(shí)，電容器兩極板間的電壓保持不變；用E分析電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)的變化電容器先充電后與電源斷開(kāi)，電容器的電荷量保持不變用E=4kQ/(S)分析電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)的變化(2)用決定式C分析平行板電容器電容的變化 (3)用定義式C分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化，確定充放電過(guò)程，充電電流由電源正極流向正極板，由負(fù)極板流回電源附近；放電，電流由正極板流出，流向負(fù)極板（可以通過(guò)電源）十一

11、、帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)1 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：先分析受力情況，再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程(平衡、加速、減速；直線還是曲線)，直線說(shuō)明合力和速度共線，解決這類(lèi)問(wèn)題的基本方法是：(1)采用運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)：牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解(2)用能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)：動(dòng)能定理和功能關(guān)系求解2對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)要掌握電場(chǎng)力的特點(diǎn)電場(chǎng)力的大小和方向不僅跟場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向有關(guān)，還跟帶電粒子的電性和電荷量有關(guān)(2)是否考慮重力要依據(jù)情況而定基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等除有說(shuō)明或明確的暗示外，一般不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或明確暗示

12、外，一般都不能忽略重力十二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)在圖中，設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電壓為U，若粒子飛離偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏距為y，偏轉(zhuǎn)角為，則tan ，yayt2帶電粒子從極板的中線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，其出射時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線交于極板中線的中點(diǎn)所以側(cè)移距離也可表示為ytan ，所以粒子好像從極板中央沿直線飛出去一樣若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)同一加速電壓U0加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的，則qU0mv，即y，tan .由以上討論可知，粒子的偏轉(zhuǎn)角和偏距與粒子的q、m無(wú)關(guān)，僅決定于加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，即不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過(guò)同一電場(chǎng)加速后進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，

13、它們?cè)陔妶?chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)距離總是相同的十三、用能量的觀點(diǎn)處理帶電體在電場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)對(duì)于受變力作用的帶電體的運(yùn)動(dòng)，必須借助于能量的觀點(diǎn)去處理，用能量觀點(diǎn)處理也更簡(jiǎn)捷，具體的方法通常有兩種：(1)用動(dòng)能定理處理思維順序一般為：明確研究對(duì)象的物理過(guò)程；分析物體在所研究過(guò)程中的受力情況，弄清哪些力做功，做正功還是做負(fù)功；弄清所研究過(guò)程的初、末兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能；根據(jù)動(dòng)能定理列出方程求解(2)用包括電勢(shì)能和內(nèi)能在內(nèi)的能量守恒定律處理列式的方法主要有兩種：從初、末狀態(tài)的能量相等列方程；從某些能量的減少量等于另一些能量的增加量列方程AB圓周運(yùn)動(dòng)等效重力場(chǎng)問(wèn)題（找等效最高點(diǎn)、最低點(diǎn)問(wèn)題）繩拉物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律最高點(diǎn)最低點(diǎn)（平衡位置）臨界最高點(diǎn)：重力提供向心力，速度最小速度最大、拉力最大等效重力場(chǎng)：重力場(chǎng)、電場(chǎng)等疊加而成的復(fù)合場(chǎng)；等效重力：