2023年静电场知识点总结归纳.docx

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一、点电荷和库仑定律
怎样理解电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷？
电荷量是物体带电 多少，电荷量只能是元电荷 整数倍.
元电荷不是电子，也不是质子，而是最小 电荷量数值，电子和质子带有最小 电荷量，即e= 10-19 C,是密立根通过油滴试验测定。
点电荷规定“线度远不大于研究范围 空间尺度”，是一种理想化 模型，对其带电荷量无限制.
试探电荷规定放入电场后对本来 电场不产生影响，且规定在其占据 空间内场强“相似”，故其应为带电荷量“足够小”点电荷.
库仑定律
合用条件：真空中点电荷
库仑力 方向：同种电荷互相排斥，为斥力；异种电荷互相吸引，为引力.
二、库仑力作用下平衡问题
分析库仑力作用下 平衡问题 思绪(与以往 受力分析同样，不过多了个电场力)
(，要根据题意，合适选用“整体法”或“隔离法”，一般是先整体后隔离.
(2)对研究对象进行受力分析.
有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力，而尘埃、。
(3冽平衡方程F合=0或Fx=0，Fy=0，即水平和竖直方向合力分别为0).
三个自由点电荷平衡问题
条件：三个点电荷放置于于一条直线上，且接触面光滑不固定，有如下结论
规律：“三点共线”一一三个点电荷分布在同一直线上；
“两同夹异”一一正负电荷互相间隔；
“两大夹小” 中间电荷 电荷量最小；
“近小远大”一一中间电荷靠近电荷量较小 电荷.
三、场强 三个体现式 比较及场强 叠加
场强三个体现式比较
定义式
决定式
关系式
关系式
体现式
E =F/q
E =kQ/r2
E =U/d
E=4 nkQ/(s S)
合用范围
任何电场
真空中点电荷
匀强电场，电容器
电容器电场
阐明
E 大小及方向与检查电荷电荷量及存在与否无关.
Q:场源电荷电荷量.
r：研究点到场源电荷距离，用于均匀带电球体(或球壳)
时，r是球心到研究点距离，Q是整个球体带电荷量.
U:电场中两点电势差.
d:两点沿电场方向距离.
Q :电容器一种极板
带电量
£ :插入绝缘材料介电常数
S:正对面积
电场叠加原理
电场为矢量，叠加需要平行四边形定则。
四、对电场线深入认识
1•点电荷电场线分布特点
离点电荷越近，电场线越密集，场强越强.
(2诺以点电荷为球心作一种球面，电场线到处与球面垂直，在此球面上场强大小到处相等，方向各不相似.
等量异种点电荷形成 电场中电场线 分布特点
两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷.
两点电荷连线 中垂面(线)上，场强方向均相似，且总与中垂面(线)(线)上到O点等距离处各点 场强相等(O为两点电荷连线 中点).
有关O点对称 两点A与A，，B与B，场强等大、同向.
等量同种点电荷形成电场中电场线分布特点
两点电荷连线中点O处场强为零.
(2冲点O附近 电场线非常稀疏，但场强并不为零.
(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小.
两点电荷连线中垂线上各点 场强方向和该直线平行.
有关O点对称 两点A与A，，B与W 场强等大、反向.
五、电势高下及电势能大小比较措施
比较电势高下几种措施
⑴沿电场线方向，电势越来越低，电场线由电势高 等势面指向电势低 ：电势减少最快 方向是电场线方向
判断出UAB正负，再由U AB = 4A-魅比较4A、4B大小，若UAB >0,则曲〉电，若UAB <0,则4A〈顿，即看UAB下角标。
取无穷远处为零电势点，正电荷周围电势为正值，且离正电荷近处电势高；负电荷周围电势为负值，且离负电荷近处电势低.
电势能大小比较措施
场源电荷判断法(Ep=q4，电势能既与电势有关，还取决于电性 正负)
离场源正电荷越近，试探正电荷 电势能越大，试探负电荷 电势能越小.
离场源负电荷越近，试探正电荷 电势能越小，试探负电荷 电势能越大.
电场线判断法
正电荷顺着电场线方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线方向移动时，电势能逐渐增大.
负电荷顺着电场线方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线方向移动时，电势能逐渐减小.
做功判断法
电场力做正功，电荷无论是正电荷还是负电荷)，，假如电荷克服电场力做功，那么电势能将增长。
六、电场力做功特点及电场力做功计算
电场力做功特点
电场力做功和途径无关，只和初、末位置电势差有关.
电场力做功计算措施
由公式W = Flcos。计算，此公式只合用于匀强电场，可变形为W =qElE，式中•为电荷初末位置在电场方向上距离.
由电势差 定义式计算，WAB=qUAB，>0,q> 0或UAB <0, q< 0时，W >0;否则W <0.
由电场力做功与电势能变化 关系计算，W AB =EpA-EpB.= -AEp
七、电场线、等势线与运动轨迹综合分析
带电粒子在电场中 运动轨迹是由带电粒子受到 合外力 状况以及初速度 切线方向表达粒子在该点 方向和定性地描述电场 强弱，它决定了带电粒子在电场中各点所受电场力 方向和加速度 方向.
等势线总是和电场线垂直，.
在运用电场线、等势面和带电粒子运动轨迹处理带电粒子运动问题时，基本措施是：
(1片艮据带电粒子运动轨迹确定带电粒子受到电场力方向，带电粒子所受合力往往只受电场力)指向运动轨迹曲线 内侧，再结合电场线确定带电粒子 带电种类或电场线 方向；
(2)艮据带电粒子在不一样等势面之间移动，结合题意确定电场力做正功还是做负功，电势能变化状况或是等势面电势高下.
八、匀强电场中电场强度与电势差 关系
电场与电势没关系，一种反应电场力性质，一种是能性质，一种是矢量一种是标量。
公式E=d反应了电场强度与电势差之间关系，由公式可知，电场强度方向就是电场中电势减少最快方向.—虹
盘一
公式中d可理解为电场中两点所在等势面之间 距离，由此可得出一种结论：在匀强电场中，’
两长度相等且互相平行 线段 端点间 ，AB、CD平行且相等，则UAB=UCD
九、静电现象
处在静电平衡状态导体具有如下特点
导体内部 场强(E0与E，合场强)到处为零，E内=0;
整个导体是等势体，导体 表面是等势面；
导体外部电场线与导体表面垂直；
(4静电荷只分布在导体外表面上，且与导体表面曲率有关.
静电屏蔽：假如用金属网罩或金属壳)将一部分空间包围起来，这一包围空间以外区域里，无论电场强弱怎样，方向怎样，)对外电场有屏蔽作用.
十、平行板电容器动态分析
运用电容定义式和决定式分析电容器有关量变化思绪
(1确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变.
电容器 两极板与电源连接时，电容器两极板间 电压保持不变；用日=?分析电容器极板间场强 变化
电容器先充电后与电源断开，电容器 =4 nkQ/( s S)分析电容器极板间场强 变化 srS..
用决定式。=商分析平行板电容器电容变化.
用定义式C=U分析电容器所带电荷量或两极板间电压 变化，确定充放电过程，充电电流由电源正极流向正极板，由负极板流回电源附近；放电，电流由正极板流出，流向负极板(可以通过电源)
十一、带电粒子在电场中 直线运动
带电粒子在电场中运动：
先分析受力状况，再分析运动状态和运动过程平衡、加速、减速；直线还是曲线)，直线阐明合力和速度
共线，处理此类问题基本措施是：
采用运动和力观点：牛顿第二定律和运动学知识求解.
用能量转化 观点：动能定理和功能关系求解.
对带电粒子进行受力分析时应注意问题
(1)，还跟带电粒子电性和电荷量有
关.
⑵与否考虑重力要根据状况而定.
基本粒子：如电子、质子、a粒子、离子等除有阐明或明确暗示外，一般不考虑重力但不能忽视质量).
带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有阐明或明确暗示外，一般都不能忽视重力.
十二、带电粒子在电场中偏转
在图中，设带电粒子质量为m,带电荷量为q,以速度v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为U,若粒子飞离偏转电场时偏距为y，偏转角为。则tan 8乌=睛=巴%，y = ?a t2 = °气2I—, ihixj/v si 心-八】，yix/z 八 s 八vv° mdv 0，2 y 2mdv 0
带电粒子从极板 中线射入匀强电场，其出射时速度方向 反向延长线交于极板中线
U12 八
y =町，tan 0
可表达为y = ；tan，。因此粒子仿佛从极板中央沿直线飞出去同样.
若不一样 带电粒子是从静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场，则qU0=%v2，即
¥ = /.由以上讨论可知，粒子偏转角和偏距与粒子 q、m无关，仅决定于加速电场和偏转电场，即不一样X 2dU 0
带电粒子从静止通过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中 偏转角度和偏转距离总是相似
十三、用能量 观点处理带电体在电场及复合场中 运动
对于受变力作用 带电体 运动，必须借助于能量 观点去处理，用能量观点处理也更简捷，详细 措施一般
有两种：
(1)：
①明确研究对象 物理过程；②分析物体在所研究过程中 受力状况，弄清哪些力做功，做正功还是做负功;
弄清所研究过程初、末两个状态动能；④根据动能定理列出方程求解.
(2)用包括电势能和内能在内 措施重要有两种：
①从初、末状态能量相等列方程；②从某些能量减少许等于另某些能量增长量列方程.
绳拉物体在竖直平面内做圆周运动规律1
最高点
最低点（平衡位置）
临界最高点：重力提供向心、力，速度最小
速度最大、拉力最大
圆周运动等效重力场问题（找等效最高点、最低点问题）
A
等效重力场：重力场、电场等叠加而成 复合场；等效重力：重力、电场力 合力
处理思绪：①受力分析，计算等效重力（重力与电场力 合力）大小和方向
在复合场中找出等效最低点、最高点。最高、低点：T与等效重力共线
根据圆周运动供需平衡结合动能定理列方程处理
整个空间存在匀
使小球沿轨道向
例、光滑绝缘 圆形轨道竖直放置，半径为R,在其最低点A处放一质量为m 带电小球，
mgV
强电场，使小球受到电场力 大小为3，万向水平向右，现给小球一种水平向右 初速度0,
上运动，若小球刚好能做完整 圆周运动，求Vo
小球受到的等效重力为G =J与相=蝉眄
等效重力如速度，=住=孕号
与竖直方向的夹角目=30”，如图3-，由题意十小球刚好能做完整的圆周运动，小球运动到B点时的速度=
在等效重力场中应用机跛能守恒定律
Z*乙
将协分别代人上式，解得给小球的初速度为
巩=/2 ［福+1MR