Question

物理选修3 1知识点

Answer 1

《静电场》基本知识点回顾
一、基本规律
1．电荷守恒定律
(1)内容：电荷既不能 ，也不能 ，它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，在转移过程中，电荷的 保持不变。
(2)变式表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。
2．库仑定律
(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成 ，与它们距离的携郑二次方成 ，作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式： ， F叫库仑力或辩誉颂静电力， F可以是引力(q1、q2为异种电荷)，也可以是斥力(q1、q2为同种电荷)。k叫 ，公式中各量均取国际单位制时，可k= 。
(3)适用条件： 。
二、电场力的性质
1．电场强度
(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做 。电场强度是反映电场的力的性质的物理量，与试探电荷的电荷量q及其受到的静电力F都无关。
(2)定义式： ，适用于任何电场，E的方向沿电场线的切线方向，与正电荷所受的电场力方向相同。变式表述：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势，表达式： 。
(3)表达式： ，只适用于真空中的点电荷产生的电场。
(4)叠加原理：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。均匀带电球体(或球壳)外各点的电场强度 ，式中r为球心到该点的距离(r大于球体或球壳的半径)，Q为整个球体(或球壳)所带的电荷量。
2．电场线：为了形象地了解和描述电场中各点的电场强度的大小和方向而假想的线，电场线并不是带电粒子的运动轨迹。其特点：(1)电场线是起始于 ，终止于 的不闭合的曲线；(2)电场线在电场中不 ；(3)用电场线的 表示电场强度的大小，电场线上某点的 描述该点的电场强度的方向。
实例：(1)匀强电场的电场线是间距相等、互相平行有方向的直线；
(2)等量同(异)种电荷连线和中垂线上电场强度和电势的特点。
三、电场能的性质
1．能量描述
(1)电势能：电荷在电场中具有的势能。与重力势能类比，电荷在某点的电势能，等于 是 把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
(2)电势：电荷在电场中的某一点的电势能与它的电荷量的比值。其表达式： 。
(3)等势面：电场中电势相同的点构成的面。其特点：①等势面 电场线；②电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，等势面的疏密程度可表示 ；③任意两个等势面都不会 ；④在同一等势面上移动电荷时电场力 。
(4)电势差：电场中两点间电势的差值，即电压。其表达式： 。
在匀强电场中，可表示为： ，其中d为电荷在电场强度方向上的位移。
2．能量量度
(1)电场力做功的特点：电场力对电荷做的功只与电荷的初、末位置有关，而与电荷经过的路径无关；电场力对电荷做正功时，电荷的电势能减小，电场力对电荷做负功时，电荷的电势能增加。电场力做的功等于电势能的减小量。
(2)电场力做功的计算方法表述：
①与电势能改变量的关系：
②与电势差的关系：
③根据动能定理计算：
④由功的公式 计算： ，此方法只适用于匀强电场。
四、静电场的应用
1．静电平衡现象
(1)静电平衡状态：导体中没有电荷的 移动。
(2)静电平衡的原因：外电场和感应电荷产生的电场所叠加的合电场为零。
(3)静电平衡的特点：①导体内部虚燃的场强处处为零；②净电荷只分布在导体的 ，分布情况与导体表面的曲率有关；③导体是 ，导体表面是 ，在导体表面上移动电荷，电场力不做功；④导体表面上任一点的电场强度方向垂直该点所在的切面。
(4)静电平衡的应用实例：尖端放电和静电屏蔽等。
2．电容器的电容
(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。
(2)定义式：
(3)物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质(导体的大小、形状、相对位置及电介质)决定的，与电容器是否带电 。
(4)平行板电容器的电容的决定式： ，其中S为极板的正对面积，d为极板间的距离，k为静电力常量，εr为电介质的相对介电常数。利用控制变量法探究C的有关因素。
3．带电粒子只在电场力作用下的加速与偏转
(1)加速：作加速直线运动，利用动能定理 求解粒子被加速后的速度。
(2)偏转：作类平抛运动，利用运动学公式计算：
①竖直方向的速度 ，其中v为垂直电场线的入射速度；
②竖直方向的位移
答案
一、1、(1)创造 消灭 总量
2、(1) 正比 反比 (2) 静电力常量 。
(3)q1、q2为真空中的两个点电荷。
二、1． (1) 电场强度 (2) , 。(3) (4)
2．(1)正电荷或无穷远 无穷远或负电荷 (2) 相交(3) 疏密程度 切线方向
三、1． (1) 静电力 (2) 。(3) ① 垂直 ② 电场强度的大小；③ 相交；④ 不做功。(4) ,
2． (2) ① ,② ,③ ,④
四、
1． (1)定向(2)零(3)①零；②外表面;③等势体,等势面;④垂直
2． (2) ;(3)无关(4) .
3．(1) ;(2)① ,② .