物理选修3-1第一章静电场知识点总结

一、三种起电方式,1、摩擦起电,2、感应起电,（实质：电子的转移）,3、接触起电,二、电荷守恒定律,三、元电荷最小的电荷量所有带电体的电荷量都是e的整数倍,e=1.6010-19C,比荷：带电体的电荷量与质量之比,1.1电荷及其守恒定律,质子：+e,电子：-e,1.2库仑定律,1、内容：,2、表达式：,k叫静电力常量:,3、适用范围：,真空（空气中近似）,静止点电荷（理想化模型）,r：球心间距,4、说明：库仑力是矢量大小：代入q1q2的绝对值计算方向：同斥异吸,1.3电场强度,一、电场,1.电场是客观存在的特殊物质。,2.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用(电场力)。,3、源电荷、试探电荷,1.3电场强度,场强的定义式，适用任何电场,唯一性：电场中某点的场强是确定的,场强的决定式，适用真空中点电荷,二、电场强度,方向性：正试探电荷的受力方向,三、场强的叠加原理：遵循平行四边形定则,1.3电场强度,四、电场线,（假想的线）,1.起于正电荷（无穷远处），终于负电荷（无穷远处）,2.不闭合，不相交。,3.疏密表示场强大小，切线方向表示场强方向。,若电场线是直线，电场线方向就是场强方向。,.,丙,五、匀强电场,1.定义：各点的场强大小和方向都相同。,2.特点：电场线是间隔相等的平行线。,内部为匀强电场：间隔相等的平行线。,3.由中点至无穷远处，逐渐减小,2.大小相等，方向相同都与中垂线垂直由正电荷指向负电荷,1.最大,3.先减小后增大,2.大小相等,方向相同,都由正电荷指向负电荷,1.最小不为零,分析:1.中点处.2.关于中点的对称点.3.递变规律,.,分析:1.中点处.2.关于中点的对称点.3.递变规律,1.场强为零,2.大小相等，方向相反指向中点o（背向中点o）,3.先减小再增大,1.场强为零,2.大小相等，方向相反,都沿中垂线远离o(指向o),3.由中点至无穷远处场强先增大后减小至零，必有一个位置场强最大。,o,1.4电势能和电势,结论：静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.,电场力做功的过程是电势能转化的过程。,1、定义：电荷在电场中具有的势能。,3、相对性：大地或无穷远为电势能零点。,2、静电力做的功等于电势能的减少量。,（Ep）标量,Ep,A,F,A,B,F,B,电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加,Ep=q,电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。,1.定义:,2.公式:,(计算时要代入正负号),电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。,3.标量，正负表大小。一般选无穷远或大地电势为零。,4.沿电场线(场强)方向电势降低。,关于电势与电势能的说法正确的是A电荷在电场中电势高的地方电势能大B在电场中的某点，电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大C正电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大D负电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小,+,2、几种常见的等势面,1、定义：,电场中电势相同的各点构成的面,等势面的特点：,5.沿电场线方向电势降低最快。,1.同一等势面上各点电势相等。,2.在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。,3.电场线跟等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面。,4.不同等势面不相交。,A,C,B,等差等势面：相邻的等势面间电势之差相等。,6.等差等势面越密，场强越大。,1.5电势差,一、电势差与电势的关系：,电势差：电场中两点的电势之差,也叫电压。,则有,或者表示成,显然,二、静电力做功与电势差的关系：,；,即,或,1.电势差UAB与q、WAB无关,仅与电场中A、B两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。2.电势差的单位:伏特(V)1V=1J/C3.电势差是标量。,三、说明：,求电场力做功的方法：(1)利用功的定义求解在匀强电场中，WABqEd，其中d为电荷沿电场线方向的位移(2)利用静电力做功与电势能变化量的关系求解WABEpAEpB(3)利用电势差与静电力做功的关系求解WABqUAB(4)利用动能定理求解W电Ek2Ek1(仅有电场力做功时),W电+W其它Ek2Ek1,1.6电势差与电场强度的关系,E,A,B,d,UAB=Ed,1.7静电现象的应用,1、静电感应,发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E和原电场（外加电场）E0在导体内叠加为零，即E=E0时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。,E0,E,1、静电平衡状态：导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态。,一、静电平衡状态下导体的电场,2、处于静电平衡的导体特点：（1）导体内部场强处处为零（E内合=0）。,（2）导体外表面上任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。,（即电场线垂直导体的外表面）,（3）整个导体是等势体，表面是等势面。,W=qU=0,特点：1.导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。,2.在导体外表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。,二、导体上电荷的分布,静电屏蔽:静电平衡时,金属外壳或金属网可保护其内部区域不受外电场影响的现象。,处于静电平衡的导体壳内部场强为零。,三、静电屏蔽,电力工作人员有时需要带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣，帽，鞋，手套等。,E内=0,金属壳内部不受外部影响。,A,A,接地的封闭导体壳，内部电场对外部没影响。,一、电容：,2、定义式：,1、物理意义：反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。,3、单位：法拉（F）,常用：微法（F）皮法（pF）1F=10-6F1pF=10-12F,r：相对介电常数；k=9.0109Nm2/C2S：两极板的正对面积，d：极板间距,二、平行板电容器的电容：,决定式：,3、平行板电容器的动态分析,（1）电容器与电源相连：U不变