【學酥筆記·物】1.0靜電場

電場力

F=kQ1Q2/r2(點電荷)

F=qE

場強

E=F/q(定義式)

E=KQ/r2(點電荷的場強)

E=U/d(勻強電場,場強與電勢差的關系)

異號、同號電荷的場強電場線

異號電荷間:

·直線上(圖)

·中垂面上(圖)

同號電荷間:

·直線上(圖)

·中垂線上(圖)

場強的疊加


電場力(保守力)做功的特點:只與初末位置有關

電勢能Ep(電荷在電場中具有的勢能)

大小:電荷在某點的電勢能=把它從該點移到零勢能面時所做的功.

電荷在電場中A點具有的電勢能EpA,在B點具有的電勢能EpB,電荷從A到B靜電力做的功=電勢能的減少量(初減末).W(AB)=EpA-EpB

所以,靜電力做正功(電勢能初-末>0),電荷的電勢能一定減少(指的是末減初);靜電力做負功(電勢能初-末<0),電荷的電勢能一定增進(指的是末減初)

所以,靜電力做功 是 電勢能變化 的量度.

#易混:

初減末:減少量

末減初(即:變化后的量減去變化前的量):增加量,即Δ(變化量)


電勢與電勢差

電勢=電勢能/電荷量.(反映電場能的性質)

電勢差U(AB)=A點電勢-B點電勢.(反映靜電力做功大小)

場強與電勢差的關系

電勢差U(AB)=場強E×移動距離d.? 即:U=Ed

場強與電勢的關系:E與電勢無直接關系.


等勢面

兩個異號點電荷的電勢:

·直線上(圖):中間電勢等于0.

·中垂線上(圖)

兩個同號點電荷的電勢:

·直線上(圖):中間電勢不等于0!

·中垂線上(圖)

【電場力做功的計算】

⑴根據 功的定義式

⑵W(AB)=q×U(AB)

⑶根據 電場力做功和電勢能變化量的關系:

W(AB)=EpA-EpB=-ΔEp(AB)=-(EpB-EpA)

注意:Δ(變化量)指的是:變化后-變化前

⑷根據 動能定理(合外力所做的功=動能的變化量):

W電場力+W其他力=-ΔEk

【電勢 高低的比較】

⑴根據電場線或等勢面:順小逆大

⑵根據電勢差的正負:U(AB)=A點電勢-B點電勢

·U(AB)>0.? 所以:A點電勢>B點電勢

·U(AB)<0.? 所以:A點電勢<B點電勢

⑶根據場源電荷:正電荷周圍電勢為正值,負電荷周圍為負值

⑷根據電勢疊加

⑸根據電場力做功:

·正電荷在電場力作用下移動,做正功:高電勢→低電勢

正電荷克服電場力做功,做負功:低電勢→高電勢

·負電荷在電場力作用下移動,做正功:低電勢→高電勢

正電荷克服電場力做功,做負功:高電勢→低電勢

⑹根據電勢能判斷:正電荷在電勢高的電勢能大,負電荷在電勢低的電勢能大

電勢能大小的比較

·根據公式: 電勢能=電荷量×電勢

A電勢>B電勢,正電荷的 A電勢能>B電勢能,負電荷的 A電勢能<B電勢能(帶入電荷正負號比較!)

·根據 做功:

電場力做正功,正負電荷都是從電勢能大的移動到電勢能小的(電勢能減小);電場力做負功,正負電荷都是從電勢能小的移動到電勢能的(電勢能增加).

平行板電容器

電容C公式:

①C=εS/4πkd(決定式.? k:靜電力常量,ε:介電常數)

②C=所帶電荷量Q/兩極電勢差U(定義式)


【電容器的動態分析】

①連著電源:U不變

②斷開電源:Q不變

研究

·電容C =εS/4πkd

·電荷量Q=CU

·電壓U=Q/C

·場強:E=U/d 或 由E=U/d=Q/Cd和C=εS/4πkd→ E=4πkQ/εS

【帶電粒子在電場中的運動】

直線運動

·牛二+運動學公式:

qE=ma,E=U/d(場強=電勢差/距離),

·動能定理(不用涉及時間):適用各種電場

qU=1/2m(v末)2-1/2m(v初)2. (U為質點運動初末位置的電勢差,不是題中電壓)

在勻強電場中的偏轉

運動模型:加速電場+平拋

·加速度:a=F/m=qE/m=qU/md

·運動時間:①飛出電場時間t=l/v②打在板上時間(由d=1/2at2求t)

·側移量:①離開電場時 y=1/2at2(代入a=qU/md,t=l/v)

(結合加速電場U':qU'=1/2mv2求出v,再帶入)

·偏轉角:tanθ

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