高中物理電場知識點(diǎn)總結(jié)
高中物理電場知識點(diǎn)總結(jié)
高中物理是整個成績中比例相對大的一部分，但是有的同學(xué)常常會在考試的時(shí)候犯一些常見的錯誤。正是因?yàn)闆]有整理好高考物理的重點(diǎn)知識，所以才掉以輕心。那么，到底哪些內(nèi)容才算得上是重要知識點(diǎn)呢?以下是學(xué)習(xí)啦小編為您整理的關(guān)于高中物理電場知識點(diǎn)總結(jié)的相關(guān)資料，供您閱讀。
電場知識點(diǎn)總結(jié)(一)
1.兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷：(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍
2.庫侖定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點(diǎn)電荷間的作用力(N)，k:靜電力常量k=9.0×109N•m2/C2，Q1、Q2:兩點(diǎn)電荷的電量(C)，r:兩點(diǎn)電荷間的距離(m)，方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引
3.電場強(qiáng)度：E=F/q(定義式、計(jì)算式){E:電場強(qiáng)度(N/C)，是矢量(電場的疊加原理)，q：檢驗(yàn)電荷的電量(C)｝
4.真空點(diǎn)(源)電荷形成的電場E=kQ/r2{r：源電荷到該位置的距離(m)，Q：源電荷的電量｝
5.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=UAB/d {UAB:AB兩點(diǎn)間的電壓(V)，d:AB兩點(diǎn)在場強(qiáng)方向的距離(m)｝
6.電場力：F=qE {F:電場力(N)，q:受到電場力的電荷的電量(C)，E:電場強(qiáng)度(N/C)｝
7.電勢與電勢差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功：WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時(shí)電場力所做的功(J)，q:帶電量(C)，UAB:電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關(guān)),E:勻強(qiáng)電場強(qiáng)度,d:兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離(m)｝
9.電勢能：EA=qφA{EA:帶電體在A點(diǎn)的電勢能(J)，q:電量(C)，φA:A點(diǎn)的電勢(V)｝
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA{帶電體在電場中從A位置到B位置時(shí)電勢能的差值｝
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB(電勢能的增量等于電場力做功的負(fù)值)
12.電容C=Q/U(定義式,計(jì)算式) {C:電容(F)，Q:電量(C)，U:電壓(兩極板電勢差)(V)｝
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積，d:兩極板間的垂直距離，ω：介電常數(shù))
常見電容器〔見第二冊P111〕
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0)：W=ΔEK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)(不考慮重力作用的情況下)
類平 垂直電場方向:勻速直線運(yùn)動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中：E=U/d)
拋運(yùn)動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運(yùn)動d=at2/2，a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時(shí),電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷,電場線不相交,切線方向?yàn)閳鰪?qiáng)方向,電場線密處場強(qiáng)大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];
(4)電場強(qiáng)度(矢量)與電勢(標(biāo)量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負(fù)有關(guān);
(5)處于靜電平衡導(dǎo)體是個等勢體,表面是個等勢面,導(dǎo)體外表面附近的電場線垂直于導(dǎo)體表面，導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導(dǎo)體外表面;
(6)電容單位換算：1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相關(guān)內(nèi)容：靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應(yīng)用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕。
電場知識點(diǎn)總結(jié)(二)
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)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=1.6×10-19C——密立根測得e的值。
2、庫倫定律：(1)定律內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)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=9.0×109N·m2/C2——靜電力常量
(3)適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。
二、電場力的性質(zhì)——電場強(qiáng)度
1、電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用。
2、電場強(qiáng)度E：(1)定義：電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。(2)定義式：E與F、q無關(guān)，只由電場本身決定。
(3)電場強(qiáng)度是矢量：大小：在數(shù)值上為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,V/m1N/C=1V/m
(5)其他的電場強(qiáng)度公式
1點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式：——Q場源電荷
2勻強(qiáng)電場場強(qiáng)公式：——d沿電場方向兩點(diǎn)間距離
(6)場強(qiáng)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(qiáng)弱和方向的理想模型，實(shí)際上是不存在的
(2)電場線的特點(diǎn)：
1電場線起于正電荷(無窮遠(yuǎn))，止于(無窮遠(yuǎn))負(fù)電荷
2不封閉，不相交，不相切。3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(qiáng)大小，可以判斷電勢高低。
4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
三、電場能的性質(zhì)——電勢
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(diǎn)的電勢能等于電場力把電荷從該點(diǎn)移動到零勢能位置時(shí)所做的功。
(2)定義式：——帶正負(fù)號計(jì)算
(3)特點(diǎn)：1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。
2電勢能的變化量△Ep與零勢能面的選擇無關(guān)。
3、電勢φ：(1)定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能Ep與電荷量的比值。
(2)定義式：φ——單位：伏(V)——帶正負(fù)號計(jì)算
(3)特點(diǎn)：1電勢具有相對性，相對參考點(diǎn)而言。但電勢之差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。
2電勢是一個標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢比參考點(diǎn)電勢高，還是低。
3電勢的大小由電場本身決定，與Ep和q無關(guān)。
4電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到零勢點(diǎn)時(shí)電場力所做的功。
(4)電勢高低的判斷方法
1根據(jù)電場線判斷：沿著電場線方向電勢降低。φA>φB
2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高的地方向電勢能低的地方運(yùn)動。
4、電勢差UAB(1)定義：電場中兩點(diǎn)間的電勢之差。也叫電壓。
(2)定義式：UAB=φA-φB
(3)特點(diǎn)：1電勢差是標(biāo)量，卻有正負(fù)，只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢誰高誰低。
2單位：伏(V)
3電場中兩點(diǎn)的電勢差是確定的，與零勢面的選擇無關(guān)
4U=Ed勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差計(jì)算公式。——電勢差與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。
5、電場力做功WAB：(1)電場力做功的特點(diǎn)：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=UABq—帶正負(fù)號計(jì)算(適用于任何電場)
WAB=Eqd—d沿電場方向的距離。——勻強(qiáng)電場
(3)電場力做功與電勢能的關(guān)系WAB=-△Ep=EpA-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
6、等勢面：(1)定義：電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。
(2)特點(diǎn)：1等勢面上各點(diǎn)電勢相等，在等勢面上移動電荷，電場力不做功。
2等勢面與電場線垂直3兩等勢面不相交4等勢面的密集程度表示場強(qiáng)的大小：疏弱密強(qiáng)。
5畫等勢面時(shí)，相鄰等勢面間的電勢差相等。
(3)判斷非勻強(qiáng)電場線上兩點(diǎn)間的電勢差的大小：靠近場源(場強(qiáng)大)的兩點(diǎn)間的電勢差大于遠(yuǎn)離場源(場強(qiáng)小)相等距離兩點(diǎn)間的電勢差。
7、靜電平衡狀態(tài)：(1)定義：導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動的穩(wěn)定狀態(tài)
(2)特點(diǎn)：1處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。
2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(qiáng)大小相等，方向相反。
3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。
4電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān)，越彎曲，電荷分布越多。
四、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S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能
放電過程S-B：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：——是定義式不是決定式
——是電容的決定式(平行板電容器)
(4)單位：法拉F，微法μF，皮法pF1pF=10-6μF=10-12F
(5)特點(diǎn)：1電容器的電容C與Q和U無關(guān)，只由電容器本身決定。
2電容器的帶電量Q是指一個極板帶電量的絕對值。
3電容器始終與電源相連，則電容器的電壓不變。
電容器充電完畢，再與電源斷開，則電容器的帶電量不變。
4在有關(guān)電容器問題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個公式和3的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷
五、應(yīng)用——帶電粒子在電場中的運(yùn)動(平衡問題，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題)
1、基本粒子不計(jì)重力，但不是不計(jì)質(zhì)量，如質(zhì)子()，電子，α粒子(),氕()，氘()，氚()
帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計(jì)算重力。
2、平衡問題：電場力與重力的平衡問題。mg=Eq
3、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(yùn)動(不計(jì)重力)，只受電場力Eq，粒子的加速度為a=Eq/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(yùn)動的時(shí)間不一樣，d越大，飛行時(shí)間越長。
4、偏轉(zhuǎn)問題——類平拋運(yùn)動(由兩極板間中點(diǎn)射入)
在垂直電場線的方向：粒子做速度為v0勻速直線運(yùn)動。
平行電場線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動。
帶電粒子若不計(jì)重力，則在豎直方向粒子的加速度
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(shí)間：t=x/v0=L/v0——1
粒子要能飛出電場則：y≤d/2————2
粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動：—3
粒子在豎直方向的分速度:———4
粒子出電場的速度偏角：———5
由12345可得：
飛行時(shí)間：t=L/vO豎直分速度：
側(cè)向偏移量：偏向角：
飛行時(shí)間：t=L/vO偏向角：
側(cè)向偏移量：y'=
在這種情況下，一束粒子中各種不同的粒子的運(yùn)動軌跡相同。即不同粒子的側(cè)移量，偏向角都相同，但它們飛越偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間不同，此時(shí)間與加速電壓、粒子電量、質(zhì)量有關(guān)。
如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時(shí)，只要將加速度a重新求出即可，具體計(jì)算過程相同。
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