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高考物理電場的復習知識點
高考的物理怎么復習呢?我為各位整理了高考物理電場的復習知識點,歡迎各位參考。
高考物理電場的復習知識點【1】
1.兩種電荷
(1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負電荷。(2)電荷守恒定律:
2.庫侖定律
(1)內容:在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
(2)公式:
(3)適用條件:真空中的點電荷。
點電荷是一種理想化的模型。如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多,以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計時,這種帶電體就可以看成點電荷,但點電荷自身不一定很小,所帶電荷量也不一定很少。
3.電場強度、電場線
(1)電場:帶電體周圍存在的一種物質,是電荷間相互作用的媒體。電場是客觀存在的,電場具有力的特性和能的特性。
(2)電場強度:放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值,叫做這一點的電場強度。定義式:E=F/q方向:正電荷在該點受力方向。
(3)電場線:在電場中畫出一系列的從正電荷出發到負電荷終止的曲線,使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致,這些曲線叫做電場線。電場線的性質:①電場線是起始于正電荷(或無窮遠處),終止于負電荷(或無窮遠處);②電場線的疏密反映電場的強弱;③電場線不相交;④電場線不是真實存在的;⑤電場線不一定是電荷運動軌跡。
(4)勻強電場:在電場中,如果各點的場強的大小和方向都相同,這樣的電場叫勻強電場。勻強電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線。
(5)電場強度的疊加:電場強度是矢量,當空間的電場是由幾個點電荷共同激發的時候,空間某點的電場強度等于每個點電荷單獨存在時所激發的電場在該點的場強的矢量和。
4.電勢差U
電荷在電場中由一點A移動到另一點B時,電場力所做的功WAB與電荷量q的比值WAB/q叫做AB兩點間的電勢差。公式:UAB=WAB/q電勢差有正負:UAB=-UBA,一般常取絕對值,寫成U。
5.電勢φ
電場中某點的電勢等于該點相對零電勢點的電勢差。
(1)電勢是個相對的量,某點的電勢與零電勢點的選取有關(通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢)。因此電勢有正、負,電勢的正負表示該點電勢比零電勢點高還是低。
(2)沿著電場線的方向,電勢越來越低。
6.電勢能
電荷在電場中某點的電勢能在數值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處(電勢為零處)電場力所做的功ε=qU
7.等勢面
電場中電勢相等的點構成的面叫做等勢面。
(1)等勢面上各點電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力不做功。
(2)等勢面一定跟電場線垂直,而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。
(3)畫等勢面(線)時,一般相鄰兩等勢面(或線)間的電勢差相等。這樣,在等勢面(線)密處場強大,等勢面(線)疏處場強小。
8.電場中的功能關系
(1)電場力做功與路徑無關,只與初、末位置有關。
計算方法有:由公式W=qEcosθ計算(此公式只適合于勻強電場中),或由動能定理計算。
(2)只有電場力做功,電勢能和電荷的動能之和保持不變。
(3)只有電場力和重力做功,電勢能、重力勢能、動能三者之和保持不變。
9.靜電屏蔽
處于電場中的空腔導體或金屬網罩,其空腔部分的場強處處為零,即能把外電場遮住,使內部不受外電場的影響,這就是靜電屏蔽。
10.帶電粒子在電場中的運動
(1)帶電粒子在電場中加速
帶電粒子在電場中加速,若不計粒子的重力,則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動能的增量。
(2)帶電粒子在電場中的偏轉
帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后,做類平拋運動。垂直于場強方向做勻速直線運動:Vx=V0,L=V0t。平行于場強方向做初速為零的勻加速直線運動:
(3)是否考慮帶電粒子的重力要根據具體情況而定。一般說來:
①基本粒子:如電子、質子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外,一般都不考慮重力(但不能忽略質量)。
②帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或明確的暗示以外,一般都不能忽略重力。
(4)帶電粒子在勻強電場與重力場的復合場中運動
由于帶電粒子在勻強電場中所受電場力與重力都是恒力,因此可以用兩種方法處理:①正交分解法;②等效“重力”法。
11.示波管的原理
示波管由電子槍,偏轉電極和熒光屏組成,管內抽成真空。如果在偏轉電極XX′上加掃描電壓,同時加在偏轉電極YY′上所要研究的信號電壓,其周期與掃描電壓的周期相同,在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線。
12.電容
(1)定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢差的比值
(2)定義式:
[注意]電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量,由電容器本身的介質特性與幾何尺寸決定,與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關。
(3)單位:法拉(F),1F=106μF,1μF=106pF。
高考物理電場的復習知識點【2】
電場
庫侖定律、電場強度、電勢能、電勢、電勢差、電場中的導體、導體
知識要點:
1、電荷及電荷守恒定律
⑴自然界中只存在正、負兩中電荷,電荷在它的同圍空間形成電場,電荷間的相互作用力就是通過電場發生的。
電荷的多少叫電量。
基本電荷 。
⑵使物體帶電也叫起電。
使物體帶電的方法有三種:①摩擦起電 ②接觸帶電 ③感應起電。
⑶電荷既不能創造,也不能被消滅,它只能從一個物體轉移到另一個物體,或從的體的這一部分轉移到另一個部分,這叫做電荷守恒定律。
2、庫侖定律
在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,數學表達式為 ,其中比例常數 叫靜電力常量, 。
庫侖定律的適用條件是(a)真空,(b)點電荷。
點電荷是物理中的理想模型。
當帶電體間的距離遠遠大于帶電體的線度時,可以使用庫侖定律,否則不能使用。
例如半徑均為 的金屬球如圖9-1所示放置,使兩球邊緣相距為 ,今使兩球帶上等量的異種電荷 ,設兩電荷 間的庫侖力大小為 ,比較 與 的大小關系,顯然,如果電荷能全部集中在球心處,則兩者相等。
依題設條件,球心間距離 不是遠大于 ,故不能把兩帶電體當作點電荷處理。
實際上,由于異種電荷的相互吸引,使電荷分布在兩球較靠近的球面處,這樣電荷間距離小于 ,故 。
同理,若兩球帶同種電荷 ,則 。
3、電場強度
⑴電場的最基本的性質之一,是對放入其中的電荷有電場力的作用。
電場的這種性質用電場強度來描述。
在電場中放入一個檢驗電荷 ,它所受到的電場力 跟它所帶電量的比值 叫做這個位置上的電場強度,定義式是 ,場強是矢量,規定正電荷受電場力的方向為該點的場強方向,負電荷受電場力的方向與該點的場強方向相反。
由場強度 的大小,方向是由電場本身決定的,是客觀存在的,與放不放檢驗電荷,以及放入檢驗電荷的正、負電量的多少均無關,既不能認為 與 成正比,也不能認為 與 成反比。
要區別場強的定義式 與點電荷場強的計算式 ,前者適用于任何電場,后者只適用于真空(或空氣)中點電荷形成的電場。
4、電場線
為了直觀形象地描述電場中各點的強弱及方向,在電場中畫出一系列曲線,曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向,曲線的疏密表示電場的弱度。
電場線的特點:(a)始于正電荷 (或無窮遠),終止負電荷(或無窮遠);(b)任意兩條電場線都不相交。
電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強弱,并不是帶電粒子在電場中的運動軌跡。
帶電粒子的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度共同決定。
5、勻強電場
場強方向處處相同,場強大小處處相等的區域稱為勻強電場,勻強電場中的電場線是等距的平行線,平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷后,在兩極之間除邊緣外就是勻強電場。
6、電勢能
由電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能。
電勢能具有相對性,通常取無窮遠處或大地為電勢能和零點。
由于電勢能具有相對性,所以實際的應用意義并不大。
而經常應用的是電勢能的變化。
電場力對電荷做功,電荷的電勢能減速少,電荷克服電場力做功,電荷的電勢能增加,電勢能變化的數值等于電場力對電荷做功的數值,這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據。
7、電勢、電勢差
⑴電勢是描述電場的能的性質的物理量
在電場中某位置放一個檢驗電荷 ,若它具有的電勢能為 ,則比值 叫做該位置的電勢。
電勢也具有相對性,通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢(對同一電場,電勢能及電勢的零點選取是一致的)這樣選取零電勢點之后,可以得出正電荷形成的電場中各點的電勢均為正值,負電荷形成的電場中各點的電勢均為負值。
⑵電場中兩點的電勢之差叫電勢差,依教材要求,電勢差都取絕對值,知道了電勢差的絕對值,要比較哪個點的電勢高,需根據電場力對電荷做功的正負判斷,或者是由這兩點在電場線上的位置判斷。
⑶電勢相等的點組成的面叫等勢面。
等勢面的特點:
(a)等勢面上各點的電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力不做功。
(b)等勢面一定跟電場線垂直,而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。
(c)規定:畫等勢面(或線)時,相鄰的兩等勢面(或線)間的電勢差相等。
這樣,在等勢面(線)密處場強較大,等勢面(線)疏處場強小。
⑷電場力對電荷做功的計算公式: ,此公式適用于任何電場。
電場力做功與路徑無關,由起始和終了位置的電勢差決定。
⑸在勻強電場中電勢差與場強之間的關系是 ,公式中的 是沿場強方向上的距離。
8、電場中的導體
⑴靜電感應:把金屬導體放在外電場 中,由于導體內的自由電子受電場力作用而定向移動,使導體的兩個端面出現等量的異種電荷,這種現象叫靜電感應。
⑵靜電平衡:發生靜電感應的導體兩端面感應的等量異種電荷形成一附加電場 ,當附加電場與外電場完全抵消時,自由電子的定向移動停止,這時的導體處于靜電平衡狀態。
⑶處于靜電平衡狀態導體的特點:
(a)導體內部的電場強處處為零,電場線在導體的內部中斷。
(b)導體是一個等勢體,表面是一個等勢面。
(c)導體表面上任意一點的場強方向跟該點的表面垂直。
(d)導體斷帶的凈電荷全部分布在導體的外表面上。
高考物理電場的復習知識點【3】
1.兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數倍
2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N
m2/C2,Q1、Q2:兩點電荷的電量(C),r:兩點電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3.電場強度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}
4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}
5.勻強電場的場強E=UAB/d {UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)}
6.電場力:F=qE {F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強度(N/C)}
7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)}
9.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等于電場力做功的負值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數)
常見電容器〔見第二冊P111〕
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)
垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)
平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發終止于負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];
(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;
(5)處于靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直于導體表面,導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導體外表面;
(6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相關內容:靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應用〔見第二冊P114〕 等勢面〔見第二冊P105〕。
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