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1、第一章 电场,学习要点:,元电荷,点电荷 电荷间的相互作用 三种起电方式:摩擦起电,接触起电,感应起电 电荷守恒定律 库仑定律(内容,公式,适用条件,与力学综合题),电场强度(定义,公式,物理意义)(电场,场源电荷,试探电荷) 电场线(特点,物理意义)(正负点电荷,等量异种,等量同种,匀强电场的电场线特点) 电场力做功,电势、电势差、电势能、电场线,电场强度,等势面(各个物理量的定义,两两之间的区别和联系) 带电粒子在电场中的运动(重力的影响,加速电场,偏转电场) 电容器(构造,充放电),电容(定义,物理意义,电容的判断和测量),元电荷:一个电子或质子所带的电荷量的数值,用e表示 数值,没有正
2、负之分。e =1.601019C 最小的电荷量,所有带电体的电荷量大小等于e的整数倍,一、元电荷、点电荷,点电荷: 条件:带电体本身的大小比它到其他带电体的距离小得多。 点电荷是一个理想化的模型,实际不存在,类似质点。,二、电荷间的相互作用,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,三、电荷守恒定律,电荷不能创造,也不能消灭,只能转移。,四、三种起电方式(对比),摩擦起电:两个物体相互摩擦时,电子从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体。 本质:电子在不同物体间的转移。,接触起电:两个物体相互接触时,电子从一个物体转移到另一个物体。 本质:电子在不同物体间的转移,电荷的重新分配。,感应起电:带电体靠
3、近导体时,使导体内部电子转移。 本质:电子同一物体间的转移。,五、库仑定律,公式:,条件:真空,点电荷,静止或低速运动,考察:与力学综合,注意受力分析。,1、确定研究对象 2、受力分析 3、根据状态列方程 4、解方程,不需要代入“+”“-”计算,电场中容易混淆的物理量,一、电场强度,电场:电荷周围客观存在的特殊形态的物质。,场源电荷:产生电场的电荷。,试探电荷:放入电场中探测电场性质的电荷。 特点:电荷量足够小,放入电场后不会影响原有电场的分布。,定义:,难点:电场强度由电场本身决定。,场强方向与正电荷的受力方向相同。 适用:任何静电场,q为试探电荷。,另外一个公式:,适用:点电荷电场,Q为场
4、源电荷。,另外一个公式:,适用:匀强电场。,二、电场线:为了描述电场人为引入的曲线。,电场中容易混淆的物理量,特点:起源于正电荷或无穷远,终止于负电荷或无穷远。 不闭合,不相交 (可对比磁感线) 不是客观存在的曲线,意义:电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向。 电场线的疏密反映电场的强弱。,与其他物理量的联系:沿着电场线的方向电势降低 等势面与电场线垂直。,孤立点电荷的电场线分布,正点电荷(光芒万丈),负点电荷(万箭穿心),以点电荷为球心的球面,电场线与球面垂直,球面上每点场强大小相等,方向不同。,等量异种电荷的电场线分布: 电场线方向从正电荷出发,终止于负电荷,等量同种电荷的电场线分布
5、: 电场线方向从正电荷出发,终止于无穷远,两电荷的水平连线上: 场强方向从正电荷指向负电荷; 从左向右,场强先减小后增大。 中垂线(面)上: 场强方向相同,与中垂线垂直; 场强关于中点对称(包括大小,方向); 从中点向无穷远,场强减小。,两电荷的水平连线上: 中点处场强为零,中点附近场强不为零。 中垂线(面)上: 场强方向与中垂线平行; 场强大小关于中点对称(方向相反); 从中点向无穷远,场强先变大后减小。,电场中容易混淆的物理量,电势能(EP):电荷在电场中所具有的能量。(与参考位置有关),电场力做功:对应电势能的变化。WAB=EPA-EPB,电荷在电场中某一点A处所具有的电势能:EPA=W
6、AO 即,将该电荷从A处移到零势能点,电场力所做的功。,电势差(U):两点位置电势之差。(与参考位置无关),电势 ( ):(与参考位置有关),电场中某一点位置A处的电势: 即,将单位电荷从A处移到零电势点,电场力所做的功。,沿电场线方向,电势逐渐降低,电场力做功,重力做功,(与路径无关),(与路径无关),电势能,(物体,地球),(电荷,电场),参考面,参考位置,重力势能,电势差,高度差,(电场),电势,高度,等势面,等高线,(电场),沿电场线方向,电势逐渐降低,参考位置,对比重力场和电场,电场中容易混淆的物理量,等势面:电场中电势相等的点构成的面。,特点:在同一等势面上移动电荷,电场力不做功。
7、 不相交 。 电场线垂直于等势面,由高电势指向低电势。 等差等势面越密的地方,场强越大。,孤立点电荷的等势面分布:,带等量同种电荷的平行板之间的等势面分布:,以点电荷为球心的球面 越靠近点电荷,场强越大,等差等势面分布越密 设无穷远处电势为零,则正点电荷周围电势都为正,负点电荷周围电势都为负。,等间距,相互平行,等量同种电荷的等势面分布:,等量异种电荷的等势面分布:,两个点电荷的连线上: 中点电势最低。 中垂线上: 由中点向无穷远,电势逐渐减小。无穷远处电势为零。,两个点电荷的连线上: 由正电荷向负电荷电势减小。 中垂线上: 由于中垂面始终垂直于电场线,所以中垂面为等势面。 设无穷远处电势为零
8、,则中垂线上各点电势为零。,2019/3/25,六、电容器,构造:两个相互靠近的导体,中间有绝缘的电介质。,充电:使电容器两板带上等量异种电荷。,放电:使电容器两板上的电荷中和。,充放电过程,回路中都有短暂电流,且电流方向相反。,电容:表示电容器容纳电荷的本领,适用:平行板电容器,静电计的使用,决定式:,定义:,适用:任何电容器 Q是一个板上的带电量。,与电源相连,U不变;与电源断开,Q不变。,指针偏转的角度表示电容器两板间的电势差大小。,公式运算:,注意:分清“+”、“-”的具体意义,是否表示方向。 如:电荷的“+”,“-”只表示电性 标量运算需要将“+”、“-”代入计算 矢量运算不需要代入
9、“+”、“-”,方向根据题目分析。,WAB=EPA-EPB,矢量运算,标量运算,2019/3/25,图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子( ),A带负电 B在c点受力最大 C在b点的电势能大于在c点的电势能 D由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化,CD,2019/3/25,如图,P、Q是两个等量异种点电荷,它们连线的中点是O,A、B是中垂线的两点,用EA、EB表示A、B两点的电场强度,A、B表示A、B两点的电势,则( ),AEA EB,A =B DEA不一定大于EB,A B,如果是等量正点电荷呢?,C,