高二物理電場(chǎng)復(fù)習(xí)總結(jié)

高二物理電場(chǎng)總結(jié)

一：電荷守恒定律與庫侖定律

【知識(shí)點(diǎn)梳理】

1．電荷：自然界中只存在兩種電荷，即正電荷和負(fù)電荷．用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷為負(fù)電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷為正電荷．同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引．

2．電荷量：電荷量是指物體所帶電荷的多少．單位是庫侖，字母為“C”．物體不帶電的實(shí)質(zhì)是物體帶有等量的異種電荷．

3．元電荷：電子所帶電荷量e=1.610-19C，所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，因此電荷量e稱為元電荷．

4．點(diǎn)電荷：點(diǎn)電荷是一種理想化的模型，當(dāng)帶電體的尺寸比它們之間的距離小得很多，以致帶電體的大小、形狀對(duì)相互作用力影響不大時(shí)，這樣的帶電體就可以看做點(diǎn)電荷．

5．物體帶電方法：（1）摩擦起電；（2）感應(yīng)起電；（3）接觸起電．

6．電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中電荷總量保持不變．7．庫侖定律：（1）適用條件：①真空中，②點(diǎn)電荷

（2）公式：F說明：

①兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力是一對(duì)作用力與反作用力，不論兩個(gè)帶電體的電量是否相等，甚至相差懸殊，但它們間的作用力一定大小相等、方向相反，并與它們的質(zhì)量無關(guān)．

②均勻帶電的圓球、圓板、圓環(huán)，等效為電荷都集中在球心、圓心．

③微觀粒子（如電子、質(zhì)子）間的萬有引力比它們之間的庫侖力小得多，萬有引力通常忽略不計(jì)，電荷在電場(chǎng)中受力分析時(shí)，一般情況下重力不計(jì)．

kQ1Q2r2

二：電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)線電場(chǎng)力的性質(zhì)

【知識(shí)點(diǎn)梳理】1．電場(chǎng)：

（1）電場(chǎng)：帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒體．它是一種看不見的客觀存在的物質(zhì)．它具有力的特性和能的特性．

（2）電場(chǎng)最基本的性質(zhì)：對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷由電場(chǎng)力的作用．

（3）電場(chǎng)力：放入電場(chǎng)中的電荷受到電場(chǎng)的力的作用，此力叫電場(chǎng)力．

2．電場(chǎng)強(qiáng)度E：描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量

（1）定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力與此電荷所帶電荷量的比值，叫電場(chǎng)強(qiáng)度．（2）定義式：EF/q．

（3）物質(zhì)性：電場(chǎng)是電荷周圍客觀存在的物質(zhì)，電荷之間的相互作用力通過電場(chǎng)而發(fā)生．

（4）客觀性：場(chǎng)強(qiáng)是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，只由電場(chǎng)本身決定．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷的電性和電量q無關(guān)，與檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力F無關(guān)，即使無檢驗(yàn)電荷存在，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)依然是原有的值．（5）矢量性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向．與放在該點(diǎn)的負(fù)電荷受的電場(chǎng)力的方向相反．（6）場(chǎng)強(qiáng)大小判斷：

a．根據(jù)電場(chǎng)力判斷：EF/q

b．根據(jù)電場(chǎng)線判斷：只與電場(chǎng)線疏密有關(guān)，與電場(chǎng)線方向無關(guān)．

（7）電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算：

EF/q（定義式，普遍適用）EkQr2（用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)）

EU/d（用于勻強(qiáng)電場(chǎng)）

3．電場(chǎng)線：在電場(chǎng)中畫出一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，這些曲線就叫做電場(chǎng)線．

（1）電場(chǎng)線是為了形象地表示電場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱引入的假想線，它不是電場(chǎng)中實(shí)際存在的線．電場(chǎng)線也不是電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡．

（2）電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線越密的地方，其場(chǎng)強(qiáng)就越大．

（3）電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)力向，也就是正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向．

（4）靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線是不閉合的曲線，總是從正電荷(或無窮遠(yuǎn)處)發(fā)出，終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處)．在沒有電荷的地方電場(chǎng)線不會(huì)中斷，也不會(huì)相交．正電荷一定要發(fā)出電場(chǎng)線，負(fù)電荷一定要接收電場(chǎng)線．（5）電場(chǎng)線不會(huì)相交或相切．

4．電場(chǎng)的疊加：

同時(shí)存在幾個(gè)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源時(shí)，電場(chǎng)中某點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)是各場(chǎng)源單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的矢量和．

三：電勢(shì)與電勢(shì)差電場(chǎng)能的性質(zhì)

【知識(shí)點(diǎn)梳理】

1．電勢(shì)差UAB：（1）定義：電荷在電場(chǎng)中，由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的功與移動(dòng)電荷電荷量的比值WAB/q，叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，用UAB表示．（2）定義式：UAB=WAB/q．

（3）電勢(shì)差是標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)表示電勢(shì)的高低．2．電勢(shì)φ：描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量

（1）定義：電勢(shì)實(shí)質(zhì)上是和零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差．即電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，在數(shù)值上等于把單位正電荷從某點(diǎn)移到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功．（2）定義式：φA=UAp=WAp/q．

（3）電勢(shì)是標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)高還是低．（4）電勢(shì)高低判斷：

a．根據(jù)移動(dòng)檢驗(yàn)電荷做功判斷：移動(dòng)正電荷電場(chǎng)力做正功(負(fù)功)時(shí)，電勢(shì)降落(升高)；移動(dòng)負(fù)電荷電

場(chǎng)力做正功(負(fù)功)時(shí)，電勢(shì)升高(降落)．

b．根據(jù)電場(chǎng)線判斷：沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來越低，逆著電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越高．c．根據(jù)場(chǎng)源電荷判斷：離正電荷越近，電勢(shì)越高，離場(chǎng)源負(fù)電荷越近，電勢(shì)越低．

d．根據(jù)電勢(shì)差判斷：UAB>0，則A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高；UAB電勢(shì)較高的點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)較低的點(diǎn)時(shí)，是電場(chǎng)力做正功（或電場(chǎng)力做負(fù)功）；當(dāng)正（或負(fù)）電荷從電勢(shì)較低的點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)較高的點(diǎn)時(shí)，是電場(chǎng)力做負(fù)功（或電場(chǎng)力做正功）．5．等勢(shì)面：

（1）定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面．

（2）等勢(shì)面的特點(diǎn)：

①等勢(shì)面是為形象描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)高低分布而引入的假想圖，不是實(shí)際存在的面．②同一等勢(shì)面上各點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力不做功．③電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，并指向電勢(shì)降低最快的方向．

④等勢(shì)面不相交．

⑤電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方，等差的等勢(shì)面較密．

6．勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和等勢(shì)面的關(guān)系：

在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿著場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度跟這兩點(diǎn)間距離的乘積，即U=Ed，也可理解為：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向上單位長(zhǎng)度的電勢(shì)降落，即E=U/d．

四：電容器與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

【知識(shí)點(diǎn)梳理】1．電容器、電容

（1）電容器：兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體可構(gòu)成一個(gè)電容器．（2）電容：描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量．

①定義：電容器所帶的電荷量Q（一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值）與兩個(gè)極板間電勢(shì)差U的比值，叫做電容器的電容．單位：1F=10μF=10pF

②定義式：CQUQU．

612

電容C由電容器本身的構(gòu)造因素決定，與電容器所帶電量Q和充電電壓U無關(guān)．③幾種電容器

（a）平行板電容器：平行板電容器的電容跟介電常數(shù)ε成正比，跟正對(duì)面積S成正比，跟兩板間的距離d

S成反比，即C．

4kd帶電平行板電容器兩極板間的電場(chǎng)可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)，板間場(chǎng)強(qiáng)為EU/d．（b）固定電容器、可變電容器、電解電容器．電解電容器接入電路時(shí)應(yīng)注意其極性．2．帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

（1）平衡（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)）：僅在電場(chǎng)力和重力作用下滿足qE（2）加速

能量：在任何電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功，有qU12mv22mg

12mv12．

Eqm動(dòng)力學(xué)：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力作用，帶電體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度為a（3）偏轉(zhuǎn)

．

當(dāng)不計(jì)重力的帶電粒子以一定初速垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)，其軌跡是拋物線．當(dāng)帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，兩平行金屬板板長(zhǎng)為l，距離為d，板間電壓為U，當(dāng)帶電粒子以初速v0平行于兩板進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，兩板間的場(chǎng)強(qiáng)為E

3

Ud．在垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向上，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)：vxv0,xv0t．

qEm在平行于場(chǎng)強(qiáng)方向上粒子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：a離開電場(chǎng)時(shí)，粒子在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t沿電場(chǎng)力方向上的位移為y12at2，vyqEmt,y1qE2mt2．

lv0

vyv0qUl2mdv220;．

速度方向上的偏轉(zhuǎn)角為，tanqUlmdv20(6)帶電粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打到熒光屏上

在距偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)粒子射出端為x的地方，有一與極板垂直的熒光屏。帶電粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后作勻速直線運(yùn)動(dòng)，打到熒光屏上。如果在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中沒有加偏轉(zhuǎn)電壓，這時(shí)帶電粒子打在熒光屏的中心點(diǎn)O。設(shè)加偏轉(zhuǎn)電壓后，粒子打在熒光屏上的點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為y＇，如圖。

根據(jù)相似三角形知識(shí)有：L

x＋y＇2

＝y(tǒng)L

2

qL2LL

y＇＝2(x＋)U＝tanφ(x＋)mdv022相似三角形應(yīng)取L得中點(diǎn)作為三角形頂點(diǎn)

注意：經(jīng)過同一加速電場(chǎng)u1與同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)u出來的粒子偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)角度均相同，即與質(zhì)量m

和電荷量q均無關(guān)。y=

UL2Yd＋＋＋＋＋＋＋＋yv0xy′Y－－－－－－－－L4U1d,tanθ=

UL2U1d

（4）圓周運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在點(diǎn)電荷形成的徑向輻射狀分布的靜電場(chǎng)中，可做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．如氫原子核外電子的繞核運(yùn)動(dòng)．此時(shí)有kQqr2mv2r．

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