第一章 静电场 公式集
1、最小的电荷量 叫“元电荷” e=1.6*10-19C 一个电子所带的电荷量为1e
2、库仑定律 F = kQq /r2 k:静电力常量 Q:源电荷 q:试探电荷
3、电场强度(矢量)
E = F /q = kQ /r2 E的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同
4、电场线
1)、电场线上每点的切线方向 表示该点场强的方向。
2)、电场线不相交。
3)、电场线的疏密 或等势面的间距小和大 都表示场强的弱和强。
4)、匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
5)、电场线指向电势降低的方向,即由电势高的等势面指向电势低的等势面。
5、静电力做的功 等于电势能的减少量
WAB = EPA - EPB = q E dAB = q UAB dAB:AB两点沿电场方向的距离
电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
6、电势(标量)
φ= EP /q 电荷在电场中某一点的电势能 与它的电荷量的比值,叫做这一点
的电势。
电势的大小与场强的大小没有必然的联系。
7、等势面
1)、等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直。
2)、同一等势面上移动电荷时,静电力不做功。
3)、等势面不相交。
4)、同一等势面,场强不一定相同。
8、电压(电势差) UAB = φA - φB
9、等势体 表面为同一等势面,所有内部场强处处为0,所有内部没有电荷。 拓展:内外表面为两个不同的等势面,环内场强为0,而中间有场强。
10、电势差与场强的关系
UAB = E d⊥ E:匀强电场 d⊥:AB两点沿场强方向的距离
即匀强电场中两点间的电势差 等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。
E = UAB /d⊥ 即电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电
势。
11、电容
C = Q /U Q:单一极板 带电量的绝对值
电容在数值上等于使两极板间的电势差为(每)1V时,电容器需要带的电荷量
C =ε
常量 r S /(4πk d ) εr:电介质的相对介电常数 k:静电力
12、U = 4πk d Q/(ε
13、带电粒子的加速 r S) E = 4πk Q/(εr S)
动能定理 mV2 /2 = q UAB(静电力做功)
14、带电粒子的偏转
加速度 a = F /m = qE /m = qU /(md) 偏移距离 y = a t2 /2 运动时间 t = l /V0
偏转角 tanθ= V⊥ / V0 V⊥= a t
提问人的追问 20xx-10-23 19:47
还能详细点么、整齐一点、看不太清
回答人的补充 20xx-10-23 19:52
1、最小的电荷量 叫“元电荷” e=1.6*10-19C 一个电子所带的电荷量为1e
2、库仑定律 F = kQq /r2 k:静电力常量 Q:源电荷 q:试探电荷
3、电场强度(矢量)
E = F /q = kQ /r2 E的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同
4、电场线
1)、电场线上每点的切线方向 表示该点场强的方向。
2)、电场线不相交。
3)、电场线的疏密 或等势面的间距小和大 都表示场强的弱和强。
4)、匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
5)、电场线指向电势降低的方向,即由电势高的等势面指向电势低的等势面。
5、静电力做的功 等于电势能的减少量
WAB = EPA - EPB = q E dAB = q UAB dAB:AB两点沿电场方向的距离
电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
6、电势(标量)
φ= EP /q 电荷在电场中某一点的电势能 与它的电荷量的比值,叫做这一点
的电势。
电势的大小与场强的大小没有必然的联系。
7、等势面
1)、等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直。
2)、同一等势面上移动电荷时,静电力不做功。
3)、等势面不相交。
4)、同一等势面,场强不一定相同
8、电压(电势差) UAB = φA - φB
9、等势体 表面为同一等势面,所有内部场强处处为0,所有内部没有电荷。 拓展:内外表面为两个不同的等势面,环内场强为0,而中间有场强。
10、电势差与场强的关系
UAB = E d⊥ E:匀强电场 d⊥:AB两点沿场强方向的距离
即匀强电场中两点间的电势差 等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。
E = UAB /d⊥ 即电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电
势。
11、电容
C = Q /U Q:单一极板 带电量的绝对值
电容在数值上等于使两极板间的电势差为(每)1V时,电容器需要带的电荷量
C =ε
常量 r S /(4πk d ) εr:电介质的相对介电常数 k:静电力
12、U = 4πk d Q/(ε
13、带电粒子的加速 r S) E = 4πk Q/(εr S)
动能定理 mV2 /2 = q UAB(静电力做功)
14、带电粒子的偏转
加速度 a = F /m = qE /m = qU /(md) 偏移距离 y = a t2 /2 运动时间 t = l /V0
偏转角 tanθ= V⊥ / V0 V⊥= at
十、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}
3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量
(C)}
4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}
5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}
6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}
7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}
9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}
10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从高中物理电路实验A位置到B位置时电势能的差值}
11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}
13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)
常见电容器
14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo入入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)
类平 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)
抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:
(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;
(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;
(3)常见电场的高中物理知识点总结电场线分布要求熟记;
(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;
(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;
(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;
(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相关内容:静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面
十一、恒定电流
1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}
2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}
3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r R)或E=Ir IR也可以是E=U内 U外
{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电高中物理公式阻值(Ω),t:通电时间(s)}
7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}
9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串同并反) R串=R1 R2 R3 1/R并=1/R1 1/R2 1/R3
电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1 I2 I3 电压关系 U总=U1 U2 U3 U总=U1=U2=U3 功率分配 P总=P1 P2 P3 P总=P1 P2 P3 10.欧姆表测电阻 (1)电路组成 (2)测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r Rg Ro) 接渗入渗出被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r Rg Ro Rx)=E/(R中 Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小 (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注重挡位(倍率)}、拨off挡 11.伏安法测电阻 电流表内接法: 电压表示数:U=UR UA 电流表外接法: 电流表示数:I=IR IV Rx的测量值=U/I=(UA UR)/IR=RA Rx>R真 Rx的测量值=U/I=UR/(IR IV)=RVRx/(RV R)<R真 选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2] 选用电路条件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2] 12.滑动变阻器在电路中的限流接法与高中物理电路实验分压接法 限流接法 电压调节范围小,电路简单,功耗小
便于调节电压的选择条件Rp>Rx
电压调节范围大,电路复杂,功耗较大
便于调节电压的选择条件Rp<Rx
注1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;
(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;
(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;
(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);
(6)其它相关内容:电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用
十二、磁场
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A?m
2.安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒高中物理网子入入磁场的运动情况(掌握两种):
(1)带电粒子沿平行磁场方向进渗入渗出磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进渗透磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)
注:
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;(3)其它相关内容:地磁场、磁电式电表原理、回旋加速器、磁性材料
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