第十章静电场中的能量知识点总结-高二上学期物理人教版

静电场中的能量知识总结电场力做功计算公式：在匀强电场中电场力做功W＝qE·Lcosθ，其中θ为电场力与位移间夹角在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关．相关理解：1、静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与具体路径无关，与重力做功特点相似．2、静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是匀强电场，是直线运动还是曲线运动，电场力做功的特点不变．3、电场力方向和位移方向的夹角为锐角，电场力做正功；夹角为钝角，电场力做负功．4、电场力方向和瞬时速度方向的夹角是锐角，电场力做正功；夹角是钝角，电场力做负功；电场力方向和瞬时速度方向垂直时，电场力不做功．5、电势能增加时，电场力做负功；电势能减小，则电场力做正功．6、若物体的动能增加，电场力做正功；若物体的动能减少，则电场电势能：电荷在静电场中具有的势能．用Ep表示．静电力做的功等于电势能的减少量，WAB＝EpA－EpB.eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(电场力做正功，电势能减少；,电场力做负功，电势能增加.))电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零电势能点时所做的功．电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零．电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能．电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关．电势能是标量，有正负但没有方向．电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能，电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能．无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大．正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小．正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值．公式：φ＝Ep/q.单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1V＝1J/C.电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取无穷远或地球为零电势位置．电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负．等势面：电场中电势大小相同的各点构成的面叫作等势面．电场线跟等势面垂直．电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面．电势是相对的，电场中某点的电势高低与电势零点的选取有关．通常将离场源电荷无穷远处或地球表面选为电势零点．电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关．电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了电势零点后，电场中各点的电势可能是正值，也可能是负值．正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势低于零电势．电势的正负只表示大小，不表示方向．在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功．在空间中两等势面不相交．电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．等势面是为描述电场的性质而假想的面．等势面的分布与电势零点的选取无关．3．几种常见电场的等势面：点电荷的等势面匀强电场的等势面等量异种电荷的等势面等量同种电荷的等势面电势差：电场中两点间电势的差值，也叫电压．若A点电势为φA，B点电势为φB.则UAB＝φA－φB；UBA＝φB－φA.单位：伏特，符号V.静电力做功与电势差WAB＝qUAB或UAB＝eq\f(WAB,q).电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电量、静电力做功的大小无关．在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值．电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低．电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关．2．电势差与电势的对比概念比较内容电势φ电势差U区别定义电势能与电量的比值φ＝eq\f(Ep,q)电场力做功与电量的比值U＝eq\f(W,q)决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性有，与电势零点的选取有关无，与电势零点的选取无关联系数值关系UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA单位相同，均是伏特(V)，常用的还有kV，mV等标矢性都是标量，均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量2．电场力做功的求解求法表达式注意问题功的定义W＝Fd＝qEd(1)适用于匀强电场(2)d表示沿电场线方向的距离功能关系WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp(1)既适用于匀强电场也适用于非匀强电场(2)既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况电势差法WAB＝qUAB功能定理W静电力＋W其他力＝ΔEk匀强电场中电势差与电场强度UAB＝Ed或E＝eq\f(UAB,d)(注：公式中d是两点沿电场方向距离)匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积．适用条件：匀强电场．在匀强电场中，电场强度等于两点电势差与两点沿电场方向距离的比值．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，单位：N/C或V/m.由E＝eq\f(U,d)可知，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．电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向．电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间位置变化的快慢．在匀强电场中，沿任意一个方向，电势下降都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等．在匀强电场中，沿任意方向相互平行且相等的线段两端点的电势差相等．电容器和电容电容器的组成：两个彼此绝缘的导体，当靠的很近且之间存有电介质时，就组成一电容器．电容器充放电过程过程内容充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能电容：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，公式为C＝eq\f(Q,U).表示电容器容纳电荷本领的物理量．单位：1F＝106μF＝1012pF.电容器两极板始终与电源两极相连此时电容器两板间电势差U保持不变，用“↑”表示相关物理量增大，“↓”表示减小，：(1)电容器极板间距离变化．(2)电容器的正对面积变化．2．电容器充电后与电源断开：此时电容器所带电量Q保持不变．(1)电容器极板间距离变化(2)电容器的正对面积变化．静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接，两块金属板带上等量的异种电荷，电容器电荷量Q不变．电容器间插入电介质时εr变大，电容C变大；插入金属板时d减小，电容C也变大．带电粒子的加速对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般远远小于静电力，可以忽略不计．初速度为零的带电粒子，经过电势差为U的电场加速后，qU＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(\f(2qU,m)).带电粒子在匀强电场中的偏转质量为m、带电量为q的基本粒子(忽略重力)，以初速度v0平行于两极板进入匀强电场，极板长为l，板间距离为d，板间电压为U.沿初速度方向：速度为v0的匀速直线运动．垂直v0的方向上：初速度为零，加速度为a＝eq\f(qU,md)的匀加速直线运动．偏移距离：t＝eq\f(l,v0)，a＝eq\f(qU,md)，偏移距离y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(ql2U,2mv\o\al(2,0)d).偏转角度：vy＝at＝eq\f(qUl,mv0d)，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qUl,mdv\o\al(2,0)).示波管的原理示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪(发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和荧光屏组成．甲示波管的结构乙荧光屏XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压．灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如果在Y偏转极板上加一个信号电压，在X偏转极板上加一扫描电压，在荧光屏上就会出现按Y偏转电压规律变化的可视图象．带电粒子在匀强电场中偏转eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(vx＝v0x＝v0t初速度方向,vy＝aty＝\f(1,2)at2电场线方向))粒子离开电场时的侧向位移为：y＝eq\f(ql2U,2mv\o\al(2,0)d)粒子离开电场时的偏转角的正切tanθ＝eq