电场知识总结(6400字)

来源:m.fanwen118.com时间:2021.6.12

一、电荷、电荷守恒定律

1、两种电荷:“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。

2、元电荷:所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为1.6×10

所带的电量。

说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。

荷质比(比荷):电荷量q与质量m之比,(q/m)叫电荷的比荷

3、起电方式有三种

①摩擦起电,

②接触起电 注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。

③感应起电——切割B,或磁通量发生变化。

④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子

4、电荷守恒定律:

电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.

二、库仑定律

1. 内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)

2. 公式: k=9.0×109N·m2/C2

极大值问题:在r和两带电体电量和一定的情况下,当Q1=Q2时,有F最大值。

3.适用条件:(1)真空中; (2)点电荷.

点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。点电荷很相似于我们力学中的质点. 注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律

②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。

计算方法:①带正负计算,为正表示斥力;为负表示引力。

②一般电荷用绝对值计算,方向由电性异、同判断。 -19C,是一个电子(或质子)

三个自由点电荷平衡问题,静电场的典型问题,它们均处于平衡状态时的规律。 ① “三点共线,两同夹异,两大夹小”

② 中间电荷靠近另两个中电量较小的。

③ 中间点电荷的平衡求间距,两边之一平衡求中间点电荷的电量,关系式为 或 ④ q1、q3固定时,q2的平衡位置具有唯一性,且与q2的电量多少,电性正负无关。

三、电场:

1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。

电场是客观存在的,它具有力和能的特性。力(电场强度);能(磁通量)

若电荷不动周围的是静电场,若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场,

2、电场的基本性质-------生静电感应现象

3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。

四、电场强度(E)——描述电场力特性的物理量。(矢量)

1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱

2.求E的规律及方法(有如下5种):

①E= (定义 普遍适用)单位是:N/C或V/m; “描述自身的物理量”统统不能说××正此,××反比(下同)

② (导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)

③ (导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)

④ 电场的矢量叠加:当存在几个场源时,某处的合场强=各个场源单独存在时在此处产生场强的矢量和

⑤ 利用对称性求解。

3

②电场线的切线方向是该点场强的方向;

③场强的方向与该处等势面的方向垂直.平行板电容器边缘除外。

4.在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无

关,即使不放入检验电荷,

该处的场强大小方向仍不变。检验电荷q充当“测量工具”的作用.

某点的E取决于电场本身,(即场源及这点的位置,)与q检的正负,电何量q检和受到的电场力F无关.

这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定.与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值.

5、电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)

6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关,

五、电场线:

定义:在电场中为了形象的描绘电场而人为想象出或假想的曲线[描述E的强弱(疏密)和方向]。电场线实际上并不存.

但E又是客观存在的,电场线是人为引入的研究工具。电场线是人为引进的,实际上是不存在的;

法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场或磁场。

① 切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.

② 静电场电场线有始有终:始于“+”,终止于“-”或无穷远,

从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.

③ 疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.越密,则E越强

④ 匀强电场的电场线平行且等间距直线表示.(平行板电容器间的电场,边缘除外) ⑤ 没有画出电场线的地方不一定没有电场.

⑥ 沿着电场线方向,电势越来越低.但E不一定减小;沿E方向电势降低最快的方向。 ⑦ 电场线⊥等势面.电场线由高等势面批向低等势面.

⑧ 静电场的电场线不相交,不终断,不成闭合曲线。但变化的电场的电场线是闭合的。 ⑨ 电场线不是电荷运动的轨迹.也不能确定电荷的速度方向。

除非三个条件同时满足:①电场线为直线,②v0=0或v0方向与E方向平行。③仅受电场力作用。

六、熟记几种典型电场的电场线特点:(重点)

匀强电场

- - - -

点电荷与带电平板

+

等量异种点电荷的电场

等量同种点电荷的电场

孤立点电荷周围的电场

①孤立点电荷周围的电场;②等量异种点电荷的电场(连线和中垂线上的电场特点);③等量同种点电荷的电场(连线和中垂线上的电场特点);④匀强电场;⑤点电荷与带电平板;⑥具有某种对称性的电场;⑦均匀辐射状的电场⑧周期性变化的电场。

第2课

电场能的性质(电势 )

一、电势差U (是指两点间的)

①定义:电场中两点间移动检验电荷q(从A→B),电场力做的功WAB跟其电量q的比值叫做这两点间的电势差,UAB=WAB/q 是标量.UAB的正负只表示两点电势谁高谁低。UAB为正表示A点的电势高于B点的电势。

②数值上=单位正电荷从A→B过程中电场力所做的功。

③等于A、B的电势之差,即UAB=φA-φB

④在匀强电场中UAB= EdE (dE表示沿电场方向上的距离)

意义:反映电场本身性质,取决于电场两点,与移动的电荷无关,与零电势的选取无关, 电势差对应静电力做功, 电能 其它形式的能。

电动势对应非静电力做功 电能 其它形式的能

点评:电势差很类似于重力场中的高度差.物体从重力场中的一点移到另一点,重力做的功跟其重量的比值叫做这两点的高度差h=W/G.

二、电势(是指某点的)描述电场能性质的物理量。

必须先选一个零势点,(具有相对性)相对零势点而言,常选无穷远或大地作为零电势。 正点电荷产生的电场中各点的电势为正,负点电荷产生的电场中各点的电势为负。 ①定义:某点相对零电势的电势差叫做该点的电势,是标量.

②在数值上=单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.

特点:

⑴ 标量:有正负,无方向,只表示相对零势点比较的结果。

⑵ 电场中某点的电势由电场本身因素决定,与检验电荷无关。与零势点的选取有关。 ⑶ 沿电场线方向电势降低,逆。。。。。。(但场强不一定减小)。沿E方向电势降得最快。 ⑷ 当存在几个场源时,某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。 电势高低的判断方法:1根据电场线的方向判断;2电场力做功判断;3电势能变化判断。 点评:类似于重力场中的高度.某点相对参考面的高度差为该点的高度.

注意:(1) 高度是相对的.与参考面的选取有关,而高度差是绝对的与参考面的选取无关.同样电势是相对的与零电势的选取有关,而电势差是绝对的,与零电势的选取无关.

(2) 一般选取无限远处或大地的电势为零.当零电势选定以后,电场中各点的电势为定值.

(3) 电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=φA-φB,沿电场线方向电势降低.

三、电势能E

1概念:由电荷及电荷在电场中的相对位置决定的能量,叫电荷的电势能。

电势能具有相对性,与零参考点的选取有关(通常选地面或∞远为电势能零点)

特别指出:电势能实际应用不大,常实际应用的是电势能的变化。

电荷在电场中某点的电势能=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做的功。E=q φA→0

四、电场力做功与电势能

1.电势能:电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能.电势能是电荷与所在电场所共有的。

2.电势能的变化:电场力做正功电势能减少;电场力做负功电势能增加.

重力势能变化:重力做正功重力势能减少;重力做负功重力势能增加.

? 电场力做功: 化(重点和难点知识)

正、负电荷沿电场方向和逆电场方向的4种情况。 (上课时一定要搞清楚的,否则对以后的学习带来困难)

电场力做功过程就是电势能与其它形式能转化的过程(电势差),做功的数值就是能量转化的多少。

W=FSCOS (匀强电场) W=qEd (d为沿场强方向上的距离)

W=qU=-△Ep,U为电势差,q为电量.

重力做功:W=Gh,h为高度差,G为重量.

电场力做功跟路径无关,是由初末位置的电势差与电量决定

重力做功跟路径无关,是由初末位置的高度差与重量决定.

四、等势面、线、体

1.电场中电势相等的点所组成的面为等势面.

2.特点

(1) 各点电势相等,等势面上任意两点间的电势差为零,

在特势面上移动电荷(不论方式如何,只要起终点在同一等势面上)电场力不做功

电场力做功为零,路径不一定沿等势面运动,但起点、终点一定在同一等势面上。

(2) 画法规定:相领等势面间的电势差相等 等差等势面的蔬密可表示电场的强弱.

(3) 处于静电平衡状态的导体:整个导体是一个等势体,其表面为等势面.E内=0,任两点间UAB=0

越靠近导体表面等势面越密,形状越与导体形状相似,等势面越密电场强度越大,曲率半径越小(越尖)的地方,等势面(电场线)都越密,这就可解释尖端放电现象,如避雷针。

(4) 匀强电场,电势差相等的等势面间距离相等,点电荷形成的电场,电势差相等的等势面间距不相等,越向外距离越大.

(5) 等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等.

(6) 电场线⊥等势面,且由电势高的面指向电势低的面,没电场线方向电势降低。

(7) 两个等势面永不相交.

规律方法 1、一组概念的理解与应用

电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理,,它们之间有十分密切的联系,但也有很大区别,解题中一定注意区分,现列表进行比较

(1)电势与电势能比较:

1

2 电势φ 反映电场能的性质的物理量 电势能ε 荷在电场中某点时所具有的电势能 电场中某一点的电势φ的大小,只跟电场本电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共同

身有关,跟点电荷无关 决定的

电势差却是指电场中两点间的电势之差,电势能差Δε是指点电荷在电场中两点间的电ΔU=φA-φB,取φB=0时,φA=ΔU 势能之差Δε=εA-εB=W,取εB=0时,εA=Δε 电势沿电场线逐渐降低,取定零电势点后,正点荷(十q):电势能的正负跟电势的正负相3 4

某点的电势高于零者,为正值.某点的电势同

低于零者,为负值 负电荷(一q):电势能的正负限电势的正负相

5

6

(2)电场强度与电势的对比

1

2 电场强度E 描述电场的力的性质 电势φ 描述电场的能的性质 单位:伏特 联系:ε=qφ,w=Δε=qΔU 单位:焦耳 电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位

所受的电场力F跟正点电荷电荷量q的比置(零电势点)间的电势差,φ=ε/q,φ在数值·E=F/q,E在数值上等于单位正电荷所受值上等于单位正电荷所具有的电势能 的电场力

矢量

单位:N/C;V/m 标量 V(1V=1J/C) 3 4

5 联系:①在匀强电场中UAB=Ed (d为A、B间沿电场线方向的距离). ②电势沿着电场

强度的方向降落

2、 公式E=U/d的理解与应用

(1)公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电势降低最快的方向.

(2)公式E=U/d只适用于匀强电场,且d表示沿电场线方向两点间的距离,或两点所在等势面的范离.

(3)对非匀强电场,此公式也可用来定性分析,但非匀强电场中,各相邻等势面的电势差为一定值时,那么E越大处,d越小,即等势面越密.

3、 电场力做功与能量的变化应用

电场力做功,可与牛顿第二定律,功和能等相综合,解题的思路和步骤与力学中的完全相同,但要注意电场力做功的特点——与路径无关

知识简析 一、电场中的导体

1、静电感应:把金属导体放在外电场E外中,由于导体内的自由电子受电场力作用定向移动,使得导体两端出现等量的异种电荷,这种由于导体内的自由电子在外电场作用下重新分布的现象叫做静电感应。

(在靠近带电体端感应出异种电荷,在远离带电体端感应出同种电荷).由带电粒子在电场中受力去分析。

静电感应可从两个角度来理解:

①根据同种电荷相排斥,异种电荷相吸引来解释;

②也可以从电势的角度来解释,导体中的电子总是沿电势高的方向移动.

2.静电平衡状态:

发生静电感应后的导体,两端面出现等量感应电荷,感应电荷产生一个附加电场E附,这个E附与原电场方向相反,当E附增到与原电场等大时,(即E附与E外),合场强为零,自由电子定向移动停止,这时的导体处于静电平平衡状态。

注意:这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动,内部的电子仍在做无规则的运动。

3.处于静电平衡状态的导体的特点:

(1)内部场强处处为零,电场线在导体内部中断。导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生电场这两种电场叠加的结果.表面任一点的场强方向跟该点表面垂直。

(因为假若内部场强不为零,则内部电荷会做定向运动,那么就不是静电平衡状态了)

(2)净电荷分布在导体的外表面,内部没有净电荷.曲率半径小的地方,面电荷密度大,电场强,这一原理的避雷针

(因为净电荷之间有斥力,所以彼此间距离尽量大,净电荷都在导体表面)

(3)是一个等势体,表面是一个等势面.导体表面上任意两点间电势差为零。

(因为假若导体中某两点电势不相等,这两点则有电势差,那么电荷就会定向运动). 静电场中的几个重要结论:

① 匀强电场中,相互平行的两线线段的端点的电势差相等。任意一段线段中点的电势等于两端点电势的平均值。

② 三个电荷平衡问题:(没有其它力作用) 电性:两同夹异;电量:两大夹小。 ③ 两个电荷量之和这定值时,当且仅当它们的电荷量相等时,两电荷间的库仑力最大。

电场的基础认识

1.要点小结:

①正电荷的受力方向与电场线的切线方向相同;

②电场力做正功,电势能减少;

③顺着电场线的方向电势降低;

④等势面与电场线垂直。

2.四点“顺畅记忆”:

①以 =0,正电荷的电场中,电势为正;

②以 =0,+q在正电荷的电场中具有的电势能为正; ③正电荷顺着电场线移动,电场力做正功; ④正电荷在电势高的点具有的电势能多。


第二篇:20xx高考物理知识要点总结教案:电场 2200字

2012高考物理知识要点总结教案:电场

电场

库仑定律、电场强度、电势能、电势、电势差、电场中的导体、导体

知识要点:

1、电荷及电荷守恒定律

⑴自然界中只存在正、负两中电荷,电荷在它的同围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。电荷的多少叫电量。基本电荷e。 ?1.61?0C

⑵使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种:①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。

⑶电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从的体的这一部分转移到另一个部分,这叫做电荷守恒定律。

2、库仑定律

在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,数学表达式为F?K

电力常量,K。 ?9.0?10NC

库仑定律的适用条件是(a)真空,(b)点电荷。点电荷是物理中的理想

模型。当带电体间的距离远远大于带电体的线度时,可以使用库仑定律,

否则不能使用。例如半径均为r的金属球如图9—1所示放置,使两球边

缘相距为r,今使两球带上等量的异种电荷Q,设两电荷Q间的库仑力92?19QQ12,其中比例常数K叫静2r

Q2

大小为F,比较F与K的大小关系,显然,如果电荷能全部集中在球心处,则两者2(3r)

相等。依题设条件,球心间距离3r不是远大于r,故不能把两带电体当作点电荷处理。实际上,由于异种电荷的相互吸引,使电荷分布在两球较靠近的球面处,这样电荷间距离小于

Q2Q2

。同理,若两球带同种电荷Q,则F?K。 3r,故F?K22(3r)(3r)

3、电场强度

⑴电场的最基本的性质之一,是对放入其中的电荷有电场力的作用。电场的这种性质用电场强度来描述。在电场中放入一个检验电荷q,它所受到的电场力F跟它所带电量的比值F叫做这个位置上的电场强度,定义式是E?F,场强是矢量,规定正电荷受电场力q

的方向为该点的场强方向,负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。

由场强度E的大小,方向是由电场本身决定的,是客观存在的,与放不放检验电荷,以及放入检验电荷的正、负电量的多少均无关,既不能认为E与F成正比,也不能认为E与q成反比。

20xx高考物理知识要点总结教案电场

要区别场强的定义式E?KQF与点电荷场强的计算式E?2,前者适用于任何电场,qr

后者只适用于真空(或空气)中点电荷形成的电场。

4、电场线

为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的弱度。

电场线的特点:(a)始于正电荷 (或无穷远),终止负电荷(或无穷远);(b)任意两条电场线都不相交。

电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。

5、匀强电场

场强方向处处相同,场强大小处处相等的区域称为匀强电场,匀强电场中的电场线是等距的平行线,平行正对的两金属板带等量异种电荷后,在两极之间除边缘外就是匀强电场。

6、电势能

由电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能。

电势能具有相对性,通常取无穷远处或大地为电势能和零点。

由于电势能具有相对性,所以实际的应用意义并不大。而经常应用的是电势能的变化。电场力对电荷做功,电荷的电势能减速少,电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加,电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值,这常是判断电荷电势能如何变化的依据。

7、电势、电势差

⑴电势是描述电场的能的性质的物理量

在电场中某位置放一个检验电荷q,若它具有的电势能为?,则比值?叫做该位置的电势。

电势也具有相对性,通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势(对同一电场,电势能及电势的零点选取是一致的)这样选取零电势点之后,可以得出正电荷形成的电场中各点的电势均为正值,负电荷形成的电场中各点的电势均为负值。

⑵电场中两点的电势之差叫电势差,依教材要求,电势差都取绝对值,知道了电势差的绝对值,要比较哪个点的电势高,需根据电场力对电荷做功的正负判断,或者是由这两点在电场线上的位置判断。

⑶电势相等的点组成的面叫等势面。等势面的特点:

(a)等势面上各点的电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功。

(b)等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。

(c)规定:画等势面(或线)时,相邻的两等势面(或线)间的电势差相等。这样,在等势面(线)密处场强较大,等势面(线)疏处场强小。

U,此公式适用于任何电场。电场力做功与 ⑷电场力对电荷做功的计算公式:W?q

路径无关,由起始和终了位置的电势差决定。

⑸在匀强电场中电势差与场强之间的关系是U,公式中的d是沿场强方向上的?Ed

距离。

8、电场中的导体

⑴静电感应:把金属导体放在外电场E中,由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动,使导体的两个端面出现等量的异种电荷,这种现象叫静电感应。

⑵静电平衡:发生静电感应的导体两端面感应的等量异种电荷形成一附加电场E?,当附加电场与外电场完全抵消时,自由电子的定向移动停止,这时的导体处于静电平衡状态。 ⑶处于静电平衡状态导体的特点:

(a)导体内部的电场强处处为零,电场线在导体的内部中断。

(b)导体是一个等势体,表面是一个等势面。

(c)导体表面上任意一点的场强方向跟该点的表面垂直。

(d)导体断带的净电荷全部分布在导体的外表面上。

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