高中物理电磁学知识

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1、凡是涉及电磁学知识题目必须掌握：1、知得电性：即带正电荷还是负电荷2、知电场E 或磁场 B 的方向3、判断出F电、F安、f洛等的受力方向情况。4、再根据运动情况判断各力做功情况、能量转化情况及运动规律等。5、再选取适当的规律解题。电荷运动( 变化的电场产生磁场）电场电场力的性质 (电场强度 E) 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e=1.6 10-19 C，是一个电子 (或质子 )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

2、与质量 m 之比， (q/m) 叫电荷的比荷3、物体带电方法有三种摩擦起电，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。感应起电切割B，或磁通量发生变化。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) 第 1 课电荷

3、电荷静止周围的是静电场。熟记几种典型的电场的电场线分布情况。周期性运动周期性变化的E周期性变化的B 形成电磁波匀速恒定电流周围产生稳定的B：直线电流、环形电流、通电螺线管安培右手螺旋定则 电场2公式：221rQQkF(229109CmNk，叫静电力恒量)极大值问题： 在 r 和 Q1+Q2=恒定值的情况下，当Q1=Q2时，F 有最大值。3适用条件：真空中点电荷点电荷是一个理想化的模型，在实际中，如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致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

4、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 ：两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律：作用力与反作用力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：带正负计算，为正表示斥力；为负表示引力。一般电荷用绝对值计算，方向由电性异、同判断。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。 “三点共线，两同夹异，两大夹小” 中间电荷靠近另两个中电量较小的。 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313221qqqqq

5、q或右左中QQQ2 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、带电体周围客观存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体电场： 只要电荷存在它周围就存在电场，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-对放入其中的电荷有力的作用。能使放入电场中的导体产生静电感应现象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

6、，叫做这一点的电场强度，表示该处电场的强弱2求 E的规律及方法( 有如下 5 种)： qFE(定义式普遍适用) 方向：正电荷在该点的受力方向，是矢量适用于任何电场，电场中某点的场强是确定值， 其大小和方向与检验电荷q 无关检验电荷 q 充当“ 测量工具 ”的作用单位是： N/C 或 V/m ；“ 描述自身的物理量” 统统不能说 正此， 反比 (下同 ) 2rQkE(导出式，真空中的点电荷形成的电场，E 由场源电荷Q 和场源电荷到某点的距离r 决定 )dUE(只适用于匀强电场，是场强与电势差的关系式，注意式中d 为两点间沿电场线方向上的距离) 单位距离上的电势差。 电场的矢量叠加： 当存在几个场

7、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 利用对称性求解。3方向： 与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；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,

8、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： 在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫电场线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。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

9、磁场。 切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向匀强电场 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 静电场电场线有始有终：始于“+”(或无穷远处 )，终止于“ -”或无穷远， 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 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) 没有画出电场线的地方不一定没有电场 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。 电场线 等势面电场线由高等势面批向低等势面. 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。

10、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：只有当电场线为直线，v0=0 或 v0方向与 E 方向平行。 仅受电场力作用。运动轨迹才与电场线重合六、匀强电场 ：在电场中如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线七、熟记几种典型电场的电场线特点：（重点）孤立点电荷周围的电场；等量异种点电荷的电场(连线和中垂线上的电场特点)；等量同种点电荷的电场 (连线和中垂线上的电场特点)；匀强电场；点电荷与带电平板；具有某种对称性的电场；均匀辐射状的电场周期性变化的电场。电场能的性质 (电势)一、电势差U （是指两点间的）定义

11、：电场中两点间移动检验电荷q(从 AB)，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。数值上 =单位正电荷从AB过程中电场力所做的功。等于 A、B 两点的电势之差,即 UAB=AB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q 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。W=qu 电动势对应非静电力做功电能其它形式的能匀强电场中电势差与电场强度的关系公式表达：dUE或EdU理解公式

12、dUE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公式dUE的应用只适用于匀强电场，且应用时注意d 的含义是表示某两点沿电场线方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离，由公式可得结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的第 2 课两端点间的电势差相等对于非匀强电场，此公式可以用来定性分析某些问题，如在非匀强电场中，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

13、荷产生的电场中各点的电势为负。定义：是指这点与电势零点之间的电势差叫做该点的电势，是标量令BAABABU，0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： 标量：有正负，无方向，只表示相对零势点比较的结果。 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。 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。 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；沿电场线方向电势降低。2 电场力做功判断；电荷的正负及移动的方向。3 电势能变化判断

14、；4 场源电荷判断：跟场源正电荷越近，电势越高。跟场源负电荷越近，电势越低。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) 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类似于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(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=AB, 沿电场线方向电势降低.电势与电场强度的关系电势反映电场能的特性，而电场强度反映电场力的特性电势是标量，具有相对性，而电场强度是矢量，不具相对性，

15、两者叠加时运算法则不同电势的正负有大小的含义，而电场强度的正、负表示方向不同，并不表示大小电势与电场强度的大小没有必然的联系，某点的电势为零，电场强度可不为零，反之亦然同一检验电荷在E 大处 F 大，但正电荷在高处， 才大，而负电荷在高处 反而小(5)电势和电场强度都是由电场本身的因素决定的，与检验电荷无关三、电势能E1 概念： 电荷在电场中所具有的势能叫电势能，电势能是电荷与所在电场所共有的，具有相对性，与参考位置 (势能零点 )的选择有关 (通常选地面或远为电势能零点) 由电荷 (场源 )及电荷在电场中的相对位置决定的能量，叫电荷的电势能。电荷在电场中某点的电势能=把电荷从此点移到电势能零

16、处电场力所做的功。E=q A 0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。四、电场力做功与电势能变化的关系如同重力做功与重力势能的关系一样2 电势能的变化： 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数量。电场力做正功电势能减少；电场力做负功电势能增加电场力对电荷做功的多少等于电荷电势能的变化量，所以电场力的功是电荷电势能变化的量度用表示电势能，则将电荷从A点移到B 点有：B-WAAB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3 电势能变化的判断方法： 由电荷的正负和移动的方向去判断(4 种情况 )功的正负电势能的变化（重点和难点知识