高二物理电场1doc

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1、高二物理电场 一、知识点 1、要点：摩擦起电不是创造了电荷，只是使正负电荷分开，电荷守恒定律, 知道元电荷、点电荷、静电 力常量，掌握库仑定律含义、公式表达能用库仑定律的公式进行有关的计算。 2、摩擦起电的实质：不是创造了电荷，而是电子转移。使物体中的正负电荷分开，并使电子从一个物体 转移到另一个物体。 3、感应起电的实质：是使物体中的正负电荷分开，电荷从物体的一部分转移到另一部分。 结论：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫做静电感应。 结论：电荷守恒定律（可转移但电量不变）上述起电的中和过程；物质（电子）不灭。 。 4、元电荷 元电荷是电荷量最小的单位，即一个电子或一个质子所

2、带的电量 元电荷量： e1.610-19C 任何一个物体所带电量只能是它的整数倍；1 库6.251018个电子电子的电荷量和电子质量 m 的比叫荷质比：kgCmee/1076. 11091. 0106 . 111 3019 5、导体尖锐部位的电荷特别密集尖端附近的电场就特别强会放出电荷，这种现象我们称之为尖端放 电。避雷针的原理就是尖端放电。 静电的应用和防止 说明：静电在工业和生活中有很重要的用途，有时又会带来很多麻烦，需要防止 问：在许多场合都可以发现人们应用静电的例子（静电除尘静电喷漆复印） 问：在许多场合都可以发现人们防止静电的例子(实验室中感应起电机的两个导电杆之间也能发生火花 放电

3、很多房屋顶上装有避雷针是为了进行接地放电运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖 着，这样可以把电荷引入大地，避免放电时产生的火花引起爆炸飞机轮胎用导电像胶制成，可以避免 着陆时机身积累电荷)6、平行板电容器电容的决定式： 其中， （1）k 静电力常量 （2）d 板间距离（3）S 两极板正对面积 （4） 介电常数（描述两导体间绝缘介质特性） 习题：下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大？ A使两极板靠近些 B增大两极板的正对面积 C把两极板的距离拉开些 D在两极板间放入云 母 小结：电容器由两片导体为极板，中间隔以电介质构成。电容 C 是描述电容器容纳电荷本领的物理量。定义式

4、 适用于任何电容器，C 与 Q，U 无关UQC 7、决定式只适用于平行板电容器，反映 C 的决定因素（1）电流的形成的概念：电荷的定向移动形成电流。 （2）形成电流的必要条件： 要有能自由移动的电荷-自由电荷；在导体中存在着大量的能自由移动的电荷。如金属导体中的自 由电子、电解液中的正负离子等。通常按物质电性能不同分为导体、半导体、绝缘体，其本质区别是它 们单位体积内含有自由电荷的多少以及是否含有可自由移动的电荷。 导体两端必须有电压；自由电荷只有定向移动才能形成电流，要使自由电荷定向移动，需给自由电荷 施加驱使它做定向移动的作用力，这个作用力可以由电场施加。将导体的两端加上一定的电压（通过电

5、 源实现） ，导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动，形成电流，所以形成电流还应满足导体两端存 在电压。 （3）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向；是人为规定的，和负电荷定向移动的方向相反。在外 电路中，电流由高电势流向低电势；在内电路中，电流由低电势流向高电势。 （4）电流的强弱的描述 定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。它是描述电流的强弱的物理量，用 I 来表示。kdSC 4kdSC 4定义式： tqI 电流的微观表示：取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为 v。设想在 导体中取两个横截面 B 和 C，横截面积为 S，导

6、体中每单位体积中的自由电荷数为 n，每个自由电荷带的 电量为 q，则 t 时间内通过横截面 C 的电量 Q 是多少？电流 I 为多少？归纳：Q=nV=nvtSq ；I=Q/t=nvqs 这就是电流的微观表示式。从微观上看，电流决定于导体中的自由电荷 密度、电量定向移动速度、导体的横截面积有关。 说明：1、，求出的是电流的平均值，可求电量。电流是标量，虽有大小和方向，但不是矢量。tqI Itq 2、导体中有电流时，其中的自由电荷并不是以同样的速率，向一定的方向“齐步走”。由于自由电子频繁 地与金属正离子碰撞，它们只是在不断地无规则运动中总体上有了“定向移动”。8、概念：电流流过导体时，导体就要发

7、热，这种现象叫做电流的热效应。 9、电能转换的热能与哪些因素有关：I(电流)、R (电阻) 、t (时间)1.热量与电阻的关系：在电流、通电时间相同时，阻值大的电阻产生的热量多。2.热量与电流的关系：在电阻、通电时间相同时，电流大的电阻产生的热量多。3.热量与时间的关系：在电阻、电流相同时，通电时间长的电阻产生的热量多。 10、焦耳定律 电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比 。 1、数学表达式：Q=I2Rt 重点一（普遍适用）单位：I安 R欧 t秒 Q焦 2、电流产生热量的其它表达式：只适用于纯电阻电路,(电能全部转化为内能)的情况 （1）Q=U

8、It （2）Q=U2/R*t 11、电热与电功的关系（重点二）区别：（表达式）电热： Q=I2Rt ； 电功：Q=UIt 联系：在纯电阻电路中，电功和电热在数值上相等 12、热功率 概念：电热器在单位时间内产生的热能。 定义式：P=Q/t=I2R 常考点： 1、正、负点电荷形成的电场线(如图 1-3-5 所示) 离电荷越近，电场线越密集，场强越强方向是正点电荷由点电荷指向无穷远，而负为电荷则由无穷 远处指向点电荷。 在正(负)点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点 若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面相垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向处处 不相同2.、等量异种点电荷形成的电场线(

9、如图 1-3-6 所示) 两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷，场强大小可以计算 两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂AB图 1-3-7图 1-3-6+图 1-3-5直在中垂面(线上)到 O 点等距离处各点的场强相等(O 为两点电荷连线中点) 在中垂面(线)上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面(线)垂直，因此，在中垂面(线)上移动电荷时电 场力不做功 3、等量同种点电荷形成的电场线(如图 1-3-7 所示) 两点电荷连线中点处场强为零，此处无电场线 两点电荷中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零 两点电荷连线中垂面(中垂线)上

10、，场强方向总沿面(线)远离 (等量正电荷) 在中垂面(线)上从 O 沿面(线)到无穷远，是电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱 两个带负电的点电荷形成的电场线与两个正电荷形成的电场线分布完全相同，只是电场线的方向相 反 4、带等量异种电荷的平行板间的电场线(即匀强电场的电场线)(如图 1-3-8 所 示) 电场线是间隔均匀，互相平行的直线 电场线的方向是由带正电荷的极板指向带负电荷的极板。 5、点电荷与带电平板间的电场线(如图 1-3-9 所示)专题一：电势高低的判断方法： 电场线指向电势降低的方向 1、电场线法：顺着电场线的方向电势越来越低 2、由电势和电势能的关系来判断：先由电场力做功情

11、况判断电势能的变化，再由电势和电势能之间的关 系判断电势的升降情况需记住的是：对正电荷，电势越高电势能越大，电势越低电势能越小；对负电 荷，电势越高电势能越小，电势越低电势能越大正电荷电势能大处，电势高，在电势能小处，电势低； 负电荷则相反 3、通过计算电势差 UAB=WAB/q，结合 UAB=A-B来判断若 UAB0，则AB；若 UAB=0，则A=B；若 UAB0，则AB. 4、根据电场的场源电荷来判断在正电荷产生的电场中，离它越近电势越高；在负电荷产生的电场中， 情况恰好相反 专题二：等量点电荷连线上和中垂线上电势的变化规律图 1-3-9图 1-3-8+图 1411、等量正点电荷连线上中点

12、的电势最低，中垂线上中点的电势却为最高，从中点沿中垂线向两侧，电势 越来越低连线上和中垂线上关于中点的对称点等势 2、等量负点电荷的电势分布是：连线上是中点电势最高中垂线上该点的电势最低从中点沿中垂线向 两侧电势越来越高连线上和中垂线上关于中点的对称点等势 3、等量异种点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一等势线，若沿中垂线移动电 荷至无穷远，电场力不做功，因此若取无穷远处电势为零，则中垂线上各点的电势也为零因此从中垂 线上某点不沿中垂线移动电荷到无穷远，电场力做功仍为零专题三：关于平行板电容器的两类典型问题 1、平行板电容器连接在电源两端时，由于电容器始终接在电源上，因此两

13、板间电势差 U 保持不变，电容 器的 d、S、r发生变化，将引起电容器的 C、Q、U、E 变化由可知 C 随 d、S、r变化而变化kdSC 4r由 QCU可知 Q 也随着 d、S、r变化而变化kdSr 4 由 E=U/d 知，E 随 d 的变化而变化 2、平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电荷量 Q 保持不变，电容器的 d、S、r变化，将引起 C、Q、U、E 的变化由可知 C 随 d、S、r变化而变化kdSC 4r由可知，U 随 d、S、r变化而变化SkdQkdSQ CQUrr44由可知，E 随 S、r变化而变化SkQkSQ CdQ dUErr44专题四：带电粒子在电场中的运动1

14、、带电粒子在电场中的运动由粒子的初始状态和受力情况决定 在非匀强电场中，带电粒子受到的电场力是变力，解决这类问题可以用动能定理求解 在匀强电场中，带电粒子受到的是恒力， 若带电粒子初速度为零或初速度方向平行于电场方向，带电粒子将做匀变速直线运动； 若带电粒子初速度方向垂直于电场方向，带电粒子做类平抛运动，根据运动规律求解， 2、带电小球、带电微粒(重力不能忽略)在匀强电场中运动，由于带电小球、带电微粒可视为质点，同时 受到重力和电场力的作用，其运动情况由重力和电场力共同决定又因为重力和电场力都是恒力，其做 功特点一样，常将带电质点的运动环境想象成一等效场，等效场的大小和方向由重力场和电场共同决

15、 定 注意: 在带电粒子的加速或偏转的问题中，何时考虑粒子的重力?何时不计重力? (1)基本粒子：如电子、质子、 粒子、离子等除有特别说明或有明确暗示以外，一般都不考虑重力(但不 忽略质量) (2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有特别说明或有明显暗示以外，一般都不能忽略重力二、常考选择题 1、把一个带正电的金属小球 A 跟同样的不带电的金属球 B 相碰，两球都带等量的正电荷，这从本质上看 是因为（ ） AA 球的正电荷移到 B 球上 BB 球的负电荷移到 A 球上 CA 球的负电荷移到 B 球上 DB 球的正电荷移到 A 球上2、绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球 a，a 的表面镀有铝膜，在 a 的近旁有一绝缘金属球 b，开始 时 a、b 都不带电，如图所示。现使 b 带电，则（ ） Aab 之间不发生相互作用 Bb 将吸引 a，吸住后不放开 Cb 立即把 a 排斥开 Db 先吸引 a，接触后又把 a 排斥开3、真空中两个同性点电荷 q1、q2，它们相距较近，保持静止状态。今释放 q2，且 q2只在 q1的库仑力作 用下运动，则 q2在运动过程中受到的库仑力( ) A不断减小 B不断增大 C始终保持不