静电场知识网络课件.ppt

第一章静电场知识网络 数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点时电场力所做的功 某点的电势能大小等于将电荷从该点移到无穷远处电场力所做的功 1 物质的电结构 构成物质的原子本身包括 的质子和的中子构成 核外有带的电子 整个原子对表现为 2 元电荷 最小的电荷量 其值为e 其他带电体的电荷量皆为元电荷的 3 电荷守恒定律 1 内容 电荷既不会创生 也不会消灭 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到另一部分 在转移的过程中 电荷的总量 2 起电方式 感应起电 3 带电实质 物体带电的实质是 带正电 不带电 原子核 负电 外较远位置 电中性 1 60 10 19C 整数倍 转移 保持不变 摩擦起电 接触起电 得失电子 第一节电场力的性质的描述 形状和大小 点电荷 电荷量的乘积 它们的连线上 9 0 109 真空 点电荷 三个点电荷的静电平衡 两大夹一小 两同夹一异 电荷 电荷 N C V m 正电荷 所受电场力 正电荷 负电荷 越密 场强方向 1 叠加原理 多个点电荷在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 这种关系叫电场强度的叠加 电场强度的叠加遵守平行四边形定则 2 场强的三个表达式的比较 1 电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系根据电场线的定义 一般情况下 带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合 只有同时满足以下三个条件时 两者才会重合 1 电场线为直线 2 电荷初速度为零或速度方向与电场线平行 3 电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行 2 电场线的作用 1 表示场强的方向电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致 2 比较场强的大小电场线的疏密程度反映了场强的大小即电场的强弱 同一幅图中 电场线越密的地方场强越强 电场线越疏的地方场强越弱 3 判断电势的高低在静电场中 顺着电场线的方向电势越来越低 3 等量点电荷的电场线比较 1 电场力做功 1 特点 电场力做功和路径无关 只与有关 2 计算方法 W qEd 只适用于 其中d为沿方向的位移 WAB 适用于任何形式的电场 初 末位置 匀强电场 电场线 qUAB 第二节电场能的性质的描述 零电势能 电势能的减少量 EpA EpB 2 电势能 1 相对性 电荷在某点具有的电势能 等于电场力把它从该点移动到位置时所做的功 即电势能是相对的 通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零 或把电荷在大地表面上的电势能规定为零 2 静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于 即WAB 1 电势 1 定义式 2 矢标性 电势是标量 其大小有正负之分 其正 负 表示该点电势比高 或低 3 相对性 电势具有 同一点的电势因的选取的不同而不同 2 等势面的特点 1 等势面一定与电场线 即跟场强的方向 2 在上移动电荷时电场力不做功 3 电场线总是从的等势面指向的等势面 4 等差等势面越密的地方电场强度 反之 电势零点 电势零点 垂直 相对性 垂直 等势面 电势高 电势低 越大 越小 A B 电场本身的性质 无关 1 电场力做功的计算方法 1 由公式W Flcos 计算 此公式只适用于匀强电场 可变形为W qU 式中U为电荷初 末位置在电场方向上的电势差 2 由公式W qU计算时有两种方法 三个量都取绝对值 先计算出功的数值 然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确定是电场力做功 还是克服电场力做功 代入符号 将公式写成WAB qUAB 特别是在比较A B两点电势高低时更为方便 先计算UAB WAB q 若UAB 0 即 A B 0 则 A B 若UAB 0 即 A B 0 则 A B 3 由动能定理计算 W电场力 W其他力 Ek 4 由电势能变化计算 W Ep 2 电场中的功能关系 1 若只有电场力做功 电势能与动能之和保持不变 2 若只有电场力和重力做功 电势能 重力势能 动能之和保持不变 3 除重力之外 其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化 4 所有力对物体所做的功 等于物体动能的变化 第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动 1 电容器 1 带电量 一个极板所带电荷量的 2 电容器的充 放电 充电 使电容器带电的过程 充电后电容器两板带上等量的 电容器中储存 放电 使充电后的电容器失去电荷的过程 放电过程中转化为其他形式的能 绝对值 异种电荷 电场能 电场能 2 电容 1 意义 表示电容器容纳电荷本领的物理量 2 定义式 C 3 单位 法拉 F 1F F pF 例 100 F 25V 3 平行板电容器 1 影响因素 平行板电容器的电容与正对面积成正比 与介质的成正比 与成反比 2 决定式 C k为静电力常量 106 1012 介电常数 两板间的距离 加 减 速直线运动 带电粒子动能 的增量 qU 2 带电粒子在匀强电场中的偏转 1 运动状态分析 带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时 受到恒定的与初速度方向的电场力作用而做运动 2 处理方法 类似于平抛运动的处理 应用运动的合成与分解的方法 沿初速度方向做运动 运动时间t l v0 沿电场力方向做运动 垂直 匀变速曲线 匀速直线 匀加速直线 1 示波管装置示波管由 和组成 管内抽成真空 如图6 3 2所示 电子枪 偏转电极 荧光屏 2 工作原理 1 如果在偏转电极XX 和YY 之间都没有加电压 则电子枪射出的电子束沿直线传播 打在荧光屏 在那里产生一个亮斑 2 YY 上加的是待显示的 XX 上是机器自身产生的锯齿形电压 叫做扫描电压 若所加扫描电压和信号电压的周期相同 就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象 中心 信号电压 1 粒子重力问题 1 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等 除有说明或有明确的暗示以外 一般都不考虑重力 但并不忽略质量 2 带电颗粒 如液滴 油滴 尘埃