物理選修3-1第一章知識(shí)點(diǎn)總結(jié).doc
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第一章 電場(chǎng)基本知識(shí)點(diǎn)總結(jié) (一)電荷間的相互作用 1.電荷間有相互作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷相互吸引,兩電荷間的相互作用力大小相等,方向相反,作用在同一直線上。 2.庫(kù)侖定律:在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力大小為F= kQ1Q2/r2, 靜電力常量k=9.0109Nm2/C2。 (二)電場(chǎng)強(qiáng)度 1.定義式:E=F/q,該式適用于任何電場(chǎng). E與F、q無(wú)關(guān)只取決于電場(chǎng)本身,與密度ρ類似,密度ρ定義為 ,而ρ與m和V均無(wú)關(guān),只與物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān). (1)場(chǎng)強(qiáng)E與電場(chǎng)線的關(guān)系:電場(chǎng)線越密的地方表示場(chǎng)強(qiáng)越大,電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,電場(chǎng)線的方向與場(chǎng)強(qiáng)E的大小無(wú)直接關(guān)系。 (2)場(chǎng)強(qiáng)的合成:場(chǎng)強(qiáng)E是矢量,求合場(chǎng)強(qiáng)時(shí)應(yīng)遵守矢量合成的平行四邊形法則。 (3)電場(chǎng)力:F=qE,F(xiàn)與q、E都有關(guān)。 2.決定式 (1)E=kQ/ r2,僅適用于在真空中點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng),E的大小與Q成正比, 與r2成反比。 (2)E=U/d,僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。 d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離,或初末兩個(gè)位置等勢(shì)面間的距離。 3.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,其大小等于F與q的比值,反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱; 其方向規(guī)定為正電荷受力的方向. 4. 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加是矢量的疊加 空間中若存在著幾個(gè)電荷,它們?cè)赑點(diǎn)都激發(fā)電場(chǎng),則P點(diǎn)的電場(chǎng)為這幾個(gè)電荷單獨(dú) 在P點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量合. (三)電勢(shì)能 1.電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷做功與路徑無(wú)關(guān),只與始末位的電勢(shì)差有關(guān),Wab=qUab 2.判斷電勢(shì)能變化的方法 (1)根據(jù)電場(chǎng)力做功的正負(fù)來(lái)判斷,不管正負(fù)電荷,電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,該電荷的電勢(shì)能一定減少;電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功,該電荷的電勢(shì)能一定增加。 (2)根據(jù)電勢(shì)的定義式U=ε/q來(lái)確定。 (3)利用W=q(Ua-Ub)來(lái)確定電勢(shì)的高低 (四)電勢(shì)與電勢(shì)差 1.電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差公式(兩個(gè)):UAB=WAB/q ;UAB= 2、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)公式: =WA∞/q = EA(電勢(shì)能)/ q (五)靜電平衡 把金屬導(dǎo)體放入電場(chǎng)中時(shí),導(dǎo)體中的電荷重新分布,當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)E與原場(chǎng)強(qiáng)E0疊加后合場(chǎng)強(qiáng)E為零時(shí),即E= E0 +E=0,金屬中的自由電子停止定向移動(dòng),導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。 孤立的帶電導(dǎo)體和處于電場(chǎng)中的感應(yīng)導(dǎo)體,處于靜電平衡時(shí),主要特點(diǎn)是: 1.導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)處處為零(即感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng) 與原場(chǎng)強(qiáng) 大小相等方向相反)沒(méi)有電場(chǎng)線。 2.整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面。 3.導(dǎo)體外部電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面垂直。 4.孤立導(dǎo)體上凈電荷分布在外表面。 (六)、電場(chǎng)中的帶電粒子的運(yùn)動(dòng) 1.帶電粒子重力是否可忽略? ? (1)基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等,除有說(shuō)明或明確的暗示以外一般都可忽略不計(jì)。 ? (2)帶電顆粒:如液滴、塵埃、小球一般都不能忽略。 2.帶電粒子平衡問(wèn)題 此時(shí)一般考慮帶電粒子所受的重力,帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài),則: 若受幾個(gè)力平衡,則應(yīng)用力學(xué)中關(guān)于受力平衡的知識(shí)解決問(wèn)題. 3. 帶電粒子加速問(wèn)題 帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),受到的電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上,此時(shí)帶電粒子做加(或減)速運(yùn)動(dòng),帶電粒子動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力做的功,也等于電勢(shì)能的變化量, 動(dòng)能定理(合外力對(duì)物體做的功=物體動(dòng)能的增量) W合= mVt 2/2 - mVo2/2或 W合=ΔEK (1)初速度不為零時(shí) (2)初速度為零時(shí) 【上述公式適用于勻強(qiáng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)】 4. 帶電粒子偏轉(zhuǎn)問(wèn)題 帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度方向與電場(chǎng)線不平行時(shí),帶電粒子在電場(chǎng)中要發(fā)生偏轉(zhuǎn). 當(dāng)帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)線垂直時(shí),帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng),即類似平拋的運(yùn)動(dòng), 此類問(wèn)題一般都是分解為兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)來(lái)處理。 (1)沿初速度方向做勻速運(yùn)動(dòng): vx=v0,x=v0t (2)沿電場(chǎng)線方向做勻加速運(yùn)動(dòng): vy=at,y=at2/2 ( 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系橋梁:時(shí)間t相等 ) 若偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為U、距離為d,帶電粒子重力可忽略時(shí),則有帶電粒子的: 合力F=q E (又 E=U/d F=ma ) 加速度為a=qU/md, 任意時(shí)刻的速度為 偏轉(zhuǎn)角θ的正切為 由此應(yīng)用相應(yīng)的力學(xué)知識(shí)可以解出帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角度θ. (七)、電場(chǎng)線與等勢(shì)面的比較: 1、電場(chǎng)線:用來(lái)形象描述電場(chǎng)的假想曲線,是由法拉第引入的。 理解: ①、 起始于正電荷(無(wú)窮遠(yuǎn)處),終止于負(fù)電荷(無(wú)窮遠(yuǎn)處), ②、 不是閉合曲線,不相交。 ③、 、電場(chǎng)線上一點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向。 ④、 、電場(chǎng)線的疏密程度反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小。 ⑤、 、勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是平行等距的直線。 ⑥、 、沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐點(diǎn)降低,是電勢(shì)最低最快的方向。 ⑦、 電場(chǎng)線并非電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡。 2、等勢(shì)面:電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面有以下特征: ①、 在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功。 ②、 等勢(shì)面與電場(chǎng)力垂直。 ③、 電場(chǎng)中任何兩個(gè)等勢(shì)面不相交。 ④、 電場(chǎng)線由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面。 ⑤、 電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)必然的聯(lián)系 ⑥、 以等勢(shì)面的疏密反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小 3、勻強(qiáng)點(diǎn)電荷電場(chǎng)等勢(shì)面的特點(diǎn) ? A、等量同種電荷連線和中線上 ? 連線上:中點(diǎn)電勢(shì)最小 ? 中線上:由中點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小,無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。 ? B、等量異種電荷連線上和中線上 ? 連線上:由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。 ? 中線上:各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零 3、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系: ①、通過(guò)電場(chǎng)力做功說(shuō)明:電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小。 電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大。 ②、正電荷:順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能減小。 逆著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能增加。 負(fù)電荷:順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能增加。 逆著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能減小。 ③、求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低 將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,反之電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 ④、在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正,負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。 在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù),負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。 (八)、電勢(shì)與電勢(shì)差的比較: (1)電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的差值, (2)電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的大小,與選取的參考點(diǎn)有關(guān); 電勢(shì)差的大小,與選取的參考點(diǎn)無(wú)關(guān)。 (3)電勢(shì)和電勢(shì)差都是標(biāo)量,單位都是伏特,都有正負(fù)值; 電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢(shì)大或小; 電勢(shì)差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低。 注:五個(gè)靜電場(chǎng)物理量的判斷 (一)、電場(chǎng)(場(chǎng)強(qiáng)E) 的判斷 1、用電場(chǎng)線判斷:疏密表示E大小, ;切線方向或 +q受力的方向(-q受力的反方向)表示E的方向。 2、用定義式判斷:E=F/q (二)、電場(chǎng)力的判斷: 大?。篎= qE ;方向:區(qū)分正、負(fù)電,“正同負(fù)反” (三)、電勢(shì)高低的判斷 1、看電場(chǎng)線的方向 2、由電勢(shì)差UAB的正負(fù)判斷 (四)、電場(chǎng)力作正功、負(fù)功的判斷: 看電場(chǎng)力的方向與移動(dòng)方向,明確電場(chǎng)力是作動(dòng)力還是阻力。 (五)、電勢(shì)能增減的判斷: 看電場(chǎng)力做功的正、負(fù)EPA電勢(shì)能- EPB電勢(shì)能=WAB (六)電場(chǎng)線曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,曲線的疏密表示電場(chǎng)的弱度。 電場(chǎng)線的特點(diǎn):(a)始于正電荷 (或無(wú)窮遠(yuǎn)),終止負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn));(b)任意兩條電場(chǎng)線都不相交。 電場(chǎng)線只能描述電場(chǎng)的方向及定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱,并不是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度共同決定。 (九)電容器、電容 1.電容器的電容 ?。?).定義式:C=Q/U=Δ Q/ΔU,適用于任何電容器。 ?。?)決定式;C=εS/4πkd,僅適用于平行板電容器。平行板電容器的電容與兩極板間 電介質(zhì)的介電常數(shù)ε成正比,與兩極板的正對(duì)面積S成正比,與兩極板間的距離d成反比,即 ,寫成等式 . (3)注意:電容是反映電容器本身貯電性能的物理量,由電容器本身的構(gòu)造決定,與電容器帶電多少、是否帶電及兩極間電勢(shì)差大小等均無(wú)關(guān).由平行板電容器電容的決定式可以看出,其電容只與ε、S和d有關(guān). 2.解決平行板電容器問(wèn)題的基本思路 (1) 首先確定不變量, 電容器跟電源相連,U不變,q隨C而變。 d↑→C↓→q↓→E↓ 充電后斷開(kāi),q不變,U隨C而變。 d↑→C↓→U↑→不變。ε、S↓→C↓→U↑→E ?。?)用式分析平行板電容器電容的變化. (3)用定義式分析電量Q或者電勢(shì)差U的變化. (4)用分析兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化.。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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