高二物理电场复习总结

高二物理电场复习总结

一：电荷守恒定律与库仑定律

【知识点梳理】

1．电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．

2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷．

3．元电荷：电子所带电荷量e=1.610-19C，所有带电体的电荷量都是e的整数倍，因此电荷量e称为元电荷．

4．点电荷：点电荷是一种理想化的模型，当带电体的尺寸比它们之间的距离小得很多，以致带电体的大小、形状对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触起电．

6．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中电荷总量保持不变．7．库仑定律：（1）适用条件：①真空中，②点电荷

（2）公式：FkQ1Q2r2

说明：

①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力，不论两个带电体的电量是否相等，甚至相差悬殊，但它们间的作用力一定大小相等、方向相反，并与它们的质量无关．

②均匀带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．

③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽略不计，电荷在电场中受力分析时，一般情况下重力不计．

二：电场强度与电场线电场力的性质

【知识点梳理】1．电场：（1）电场：带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观存在的物质．它具有力的特性和能的特性．

（2）电场最基本的性质：对放入电场中的电荷由电场力的作用．

（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力．2．电场强度E：描述电场力的性质的物理量

（1）定义：放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度．（2）定义式：EF/q．

（3）物质性：电场是电荷周围客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生．

（4）客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身决定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q无关，与检验电荷所受的电场力F无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依然是原有的值．（5）矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．（6）场强大小判断：

a．根据电场力判断：EF/q

b．根据电场线判断：只与电场线疏密有关，与电场线方向无关．（7）电场强度的计算：

EF/q（定义式，普遍适用）EkQr2（用于真空中点电荷形成的电场）

EU/d（用于匀强电场）

3．电场线：在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，这些曲线就叫做电场线．

（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．

（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．

（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．

（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．正电荷一定要发出电场线，负电荷一定要接收电场线．（5）电场线不会相交或相切．4．电场的叠加：

同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和．

三：电势与电势差电场能的性质

【知识点梳理】1．电势差UAB：

（1）定义：电荷在电场中，由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值WAB/q，叫做A、B两点间的电势差，用UAB表示．

（2）定义式：UAB=WAB/q．

（3）电势差是标量，但有正负，正负表示电势的高低．

2．电势φ：描述电场能的性质的物理量

（1）定义：电势实质上是和零电势点的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位正电荷从某点移到零电势点时电场力所做的功．（2）定义式：φA=UAp=WAp/q．

（3）电势是标量，但有正负，正负表示该点电势比零电势点高还是低．

（4）电势高低判断：

a．根据移动检验电荷做功判断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势降落(升高)；移动负电荷电

场力做正功(负功)时，电势升高(降落)．

b．根据电场线判断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线方向电势越来越高．

c．根据场源电荷判断：离正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近，电势越低．

d．根据电势差判断：UAB>0，则A点电势比B点高；UAB低的点移动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．5．等势面：

（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面的特点：

①等势面是为形象描述电场中各点电势高低分布而引入的假想图，不是实际存在的面．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方向．④等势面不相交．

⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．6．匀强电场中场强和等势面的关系：

在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U=Ed，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势降落，即E=U/d．

四：电容器与带电粒子在电场中的运动

【知识点梳理】

1．电容器、电容

（1）电容器：两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器．

（2）电容：描述电容器容纳电荷本领的物理量．

①定义：电容器所带的电荷量Q（一个极板所带电荷量的绝对值）与两个极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容．单位：1F=10μF=10pF

②定义式：CQUQU．

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电容C由电容器本身的构造因素决定，与电容器所带电量Q和充电电压U无关．③几种电容器

（a）平行板电容器：平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S成正比，跟两板间的距离d

S成反比，即C．

4kd带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强为EU/d．（b）固定电容器、可变电容器、电解电容器．电解电容器接入电路时应注意其极性．2．带电体在电场中的运动

（1）平衡（静止或匀速直线运动）：仅在电场力和重力作用下满足qEmg（2）加速

能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有qU12mv2212mv12．

Eqm动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速直线运动，其加速度为a．

（3）偏转

当不计重力的带电粒子以一定初速垂直电场方向进入匀强电场时，粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线．当带电粒子的质量为m，电量为q，两平行金属板板长为l，距离为d，板间电压为U，当带电粒子以初速v0平行于两板进入电场时，两板间的场强为E

在垂直于场强

方向上，粒子做匀速直线运动：vx3

v0,xv0tUd．

．在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：a离开电场时，粒子在板间的运动时间为t沿电场力方向上的位移为y12at2qEm，vyqEmt,y1qE2mt2．

lv0

vyv0qUl2mdv220;．

速度方向上的偏转角为，tanqUlmdv20(6)带电粒子射出偏转电场后打到荧光屏上

在距偏转电场粒子射出端为x的地方，有一与极板垂直的荧光屏。带电粒子射出偏转电场后作匀速直线运动，打到荧光屏上。如果在偏转电场中没有加偏转电压，这时带电粒子打在荧光屏的中心点O。设加偏转电压后，粒子打在荧光屏上的点距O点的距离为y＇，如图。

根据相似三角形知识有：L

x＋y＇2

＝yL

2

qLLL

y＇＝2(x＋)U＝tanφ(x＋)

mdv022相似三角形应取L得中点作为三角形顶点

注意：经过同一加速电场u1与同一偏转电场u出来的粒子偏转位移与偏转角度均相同，即与质量m

和电荷量q均无关。y=

UL2Yd＋＋＋＋＋＋＋＋yv0xy′2

Y－－－－－－－－L4U1d,tanθ=

UL2U1d

（4）圆周运动

带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中，可做匀速圆周运动．如氢原子核外电子的绕核运动．此时有kQqr2mv2r．

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