高二物理电场知识整理（通用）

高二物理电场知识整理（通用）

静电场复习 ‎ 两种电荷 ‎ 电荷守恒定律 库仓定律 公式 适用条件 电场 力的性质 电场强度 电场力 电场线 电势 电势能 直观描述 等势面 能的性质 一、 知识框架 二、 电荷 ‎1、自然界中存在正负两种电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷 ‎2、使物体带电的方式 摩擦起电（绝缘体）‎ 感应起电 接触带电 射线照射或光电效应 ‎3、电荷守恒定律：‎ ‎ 带电的实质是得失电子。任何物体的带电量都是元电荷e=1.6×10‎‎-19C 的整数倍。‎ ‎ 电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。‎ 三、库仑定律 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。即：‎ ‎ 其中k为静电力恒量， k=9.0×109Nm2/c2‎ 成立条件：①真空中（空气中也近似成立）‎ ‎ ②点电荷，既带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（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，不能用球心距代替r）。‎ 四、电场强度 E描述电场的力的性质的物理量。‎ ‎⑴定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 ‎ ‎①这是电场强度的定义式，适用于任何电场。‎ ‎②其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。‎ ‎③电场强度是矢量，方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。‎ ‎④电场中某点的电场强度是电场在该处本身的力的性质与放入的检验电荷的电量无关。‎ E1‎ E2‎ E Q1‎ Q2‎ ‎⑵点电荷周围的场强公式是： ‎ ‎ 其中Q是产生该电场的电荷，叫场电荷。‎ ‎⑶匀强电场的场强公式是：E=U/d ‎ ‎ 其中d是沿电场线方向上的距离。‎ ‎（4）空间某点的场强等于形成该电场的所有电荷在该点产生场强的矢量和。‎ 五、电场线 ‎（1）电场线的疏密表示电场强度的大小。电场线上的每一点的切线方向就是该点的场强方向（即正电荷在该处所受电场力方向）。‎ 电场线越密的地方，场强越大; 电场线越稀的地方，场强越小；‎ ‎（2） 静电场的电场线总是从正电荷（或者从无穷远）出发到负电荷终止（或者延伸到无穷远）；‎ ‎（3）任意两条电场线都不相交、不相切；‎ ‎（4）电场线客观是不存在的，是人为画的假想线。‎ 六、电势能、电势和电势差 ‎1、静电力做功的特点 结合（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。‎ （1） q沿直线从A到B （1） q沿折线从A到M、再从M到B （2） q沿任意曲线线A到B ‎ 结果都一样即：W=qELAM =qELABcosθ ‎【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。‎ ‎2．电势能 （1） 电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。‎ （2） 静电力做功与电势能变化的关系：‎ ‎ 静电力做的功等于电势能的变化量的相反量。写成式子为：________________。 ‎ 注意：‎ ‎①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ‎②．电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。‎ ‎③．求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W ‎④．求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低 将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在A点的电势能小于在B点的电势能。‎ ‎⑤电势能零点的规定 ‎ 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。一般取无穷远处为零电势能位置。‎ ‎3．电势---表征电场的能的性质 ‎ 通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。‎ U=‎ ‎（1）定义：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。用表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。‎ ‎（2）公式：（与试探电荷无关）‎ ‎（3）单位：伏特（V）‎ ‎（4）电势与电场线的关系：电势顺电场线逐点降低。（电场线指向电势降低的方向）‎ ‎（5）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零）‎ ‎4．等势面 ‎⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面。‎ ‎⑵．等势面的性质： ‎ ‎①．在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 ‎②．电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。‎ ‎③．等势面越密，电场强度越大 ‎④．等势面不相交，不相切 ‎⑶．几种电场的电场线及等势面 注意：①等量同种电荷连线和中线上 连线上：中点电势最小 中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。‎ ‎②等量异种电荷连线上和中线上 连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。‎ 中线上：各点电势相等且都等于零。‎ ‎5、电势差 ‎（1）定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。用表示。‎ ‎ （2）公式：_______________________‎ ‎ 所以有：=- ②‎ 注意：电势差也是标量，可正，可负。一般只研究电势差的绝对值。‎ ‎（3）静电力做功与电势差的关系 ‎ 电荷Q在电场中从A移动到B时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。‎ 推导：________________________________________________。 ‎ ‎ 所以有：_______________ 。 ‎ ‎ 即：电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷q的比值。‎ 注意：电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关。‎ 七、应注意的问题：‎ ‎1、“三判断”：如何判断电场强度的大小?‎ ‎ 如何判断电势的高低？‎ ‎ 如何判断电势能的大小？‎ ‎2、公式整理： ‎ a ‎3、如何根据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹，分析推断带电粒子的受力情况、电势能、动能变化情况？‎ b