2022年《靜電場(chǎng)》總結(jié)、題型歸納(1203172236)

1、精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -高二物理選修3-1 靜電場(chǎng)總結(jié)一、夯實(shí)基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)（一）電荷及守恒定律1. 電荷守恒定律（ 1）兩種電荷： 和 荷，任何帶電體所帶電量是基元電荷的 倍；（ 2）基元電荷 1e1.610 19，質(zhì)子和電子所帶電量等于一個(gè)基本電荷的電量；（ 3）電荷守恒定律：一個(gè)與外界無(wú)電荷交換的系統(tǒng)，電荷的 守恒；2. 庫(kù)侖定律（ 1）內(nèi)容： ；Q1Q2（ 2）公式：F_K ，F(xiàn) 叫庫(kù)侖力或靜電力，也叫電場(chǎng)力； 它可以是引力，r也可以是斥力，K 叫靜電力常量，K 92_91_0 N m /_C ；（ 3）適用條件： （帶電體的線(xiàn)度遠(yuǎn)小于電荷間

2、的距離r 時(shí)，帶電體的外形和大小對(duì)相互作用力的影響可忽視不計(jì)時(shí)，可看作是點(diǎn)電荷）（這一點(diǎn)與萬(wàn)有引力很相似，但又有不同：對(duì)質(zhì)量勻稱(chēng)分布的球，無(wú)論兩球相距多近，r 都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心間距代替r ） ；（二）電場(chǎng)強(qiáng)度1. 電場(chǎng) 四周存在的一種物質(zhì)；電場(chǎng)是 的，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的，只要電荷存在，在其四周空間就存在電場(chǎng)，電場(chǎng)具有的性質(zhì)和 的性質(zhì)；電場(chǎng)的最基本的性質(zhì)是 ；2. 電場(chǎng)強(qiáng)度定義： ；公式： E_F /， E 與 q、F 關(guān)，取決于 ，適用于 電場(chǎng)；專(zhuān)心愛(ài)心專(zhuān)心精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 1 頁(yè)，共 9

3、頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -其中的 q 為 （以前稱(chēng)為檢驗(yàn)電荷） ，是電荷量很 的點(diǎn)電荷（可正可負(fù)）；方向：是 量，規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟 在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相同；Q3. 點(diǎn)電荷 Q在真空中產(chǎn)生的電場(chǎng)4. 勻強(qiáng)電場(chǎng)EK ， K 為靜電力常量；r在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿 每單位長(zhǎng)度上的電勢(shì)差，即：EU / ；5. 電場(chǎng)疊加幾個(gè)電場(chǎng)疊加在同一區(qū)域形成的合電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)可用矢量的合成定就（ ）進(jìn)行合成；6. 電場(chǎng)線(xiàn)（ 1）概念： ；（ 2）性質(zhì)： 電場(chǎng)線(xiàn)起始于 電荷（或來(lái)自無(wú)窮遠(yuǎn)）終止于電荷（或伸向無(wú)

4、窮遠(yuǎn)）但不會(huì)在沒(méi)有電荷的地方中斷； 電場(chǎng)線(xiàn)的 情形反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電場(chǎng)線(xiàn)密的地方，場(chǎng)強(qiáng)； 電場(chǎng)線(xiàn)上某點(diǎn)的 就是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向； 電場(chǎng)線(xiàn)空間中不 ； 靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線(xiàn)不 （在變化的電磁場(chǎng)中可以閉合） 電場(chǎng)線(xiàn)是人為引入的，實(shí)際上不是客觀存在的；（三）電勢(shì)能和電勢(shì)、電勢(shì)差1靜電力做功的特點(diǎn)： ；2 電勢(shì)能（ 1）定義： ；（ 2）電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系：在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電勢(shì)能專(zhuān)心愛(ài)心專(zhuān)心精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 2 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - -

5、-削減；電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功，電勢(shì)能增加；電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化量，即：WAB E P E_P_A E 也就是說(shuō)，電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)（A）的電勢(shì)能，等于靜電力（電場(chǎng)力）把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置（B）時(shí)電場(chǎng)力所做的功；如取EPB0就EPAWABqELAB cos（對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)）= qU AB （對(duì)全部電場(chǎng)）（ 3）特點(diǎn)：與參考點(diǎn)（零勢(shì)能位置）選取有關(guān)；是電荷與所在電場(chǎng)所共有的3. 電勢(shì)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)（ A）的電勢(shì)能 （EPA ）與它的電荷量 （ q）的比值， 叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)；A 用表示；即EPA；電場(chǎng)中電勢(shì)的高低： ；電勢(shì)零位置的選取與零電勢(shì)能位置選取相像；4等勢(shì)面： ；它具有如下特點(diǎn)：（

6、1）電荷在同一等勢(shì)面上移動(dòng)，電場(chǎng)力不做功（而電場(chǎng)力做的功為零時(shí)，電荷不肯定沿等勢(shì)面移動(dòng)）；（2）等勢(shì)面肯定跟電場(chǎng)線(xiàn) ；（3）等差等勢(shì)面密的地方場(chǎng)強(qiáng) ；（4）任意兩等勢(shì)面都不會(huì) ；（5）電場(chǎng)線(xiàn)總是從電勢(shì)較 的等勢(shì)面指向電勢(shì)較 的等勢(shì)面；5 電勢(shì)差定義： ，也叫電壓；用U AB 表示；即 U ABA B或U BAB A 兩者關(guān)系 U ABU BA也可這樣說(shuō)， 電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功跟電荷電量的比值，叫做這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，也叫電壓；專(zhuān)心愛(ài)心專(zhuān)心精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 3 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸

7、納總結(jié) - - - - - - - - - - - -即： U AB_W AB / ，電場(chǎng)中A、B 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差只取決于A、B 兩點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置，與參考點(diǎn)的選取及被移動(dòng)的電荷無(wú)關(guān)，U 跟 W、q 無(wú)關(guān)；6電場(chǎng)線(xiàn)、場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、等勢(shì)面的相互關(guān)系； 1 電場(chǎng)線(xiàn)與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系；電場(chǎng)線(xiàn)越密的地方表示 越大，電場(chǎng)線(xiàn)上每一點(diǎn)的 表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向； 2 電場(chǎng)線(xiàn)與電勢(shì)的關(guān)系： ； 3 電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面的關(guān)系：電場(chǎng)線(xiàn)越密的地方等差等勢(shì)面也越 ，電場(chǎng)線(xiàn)與通過(guò)該處的等勢(shì)面 ； 4 場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)無(wú)直接關(guān)系：場(chǎng)強(qiáng)大 或小 的地方電勢(shì)不肯定大 或小 ，零電勢(shì)可人為選取，而場(chǎng)強(qiáng)是否為零就由電場(chǎng)本身打算； 5 場(chǎng)強(qiáng)與等勢(shì)面的關(guān)

8、系：場(chǎng)強(qiáng)方向與通過(guò)該處的等勢(shì)面 且由 電勢(shì)指向 電勢(shì)，等差等勢(shì)面越密的地方表示場(chǎng)強(qiáng)越 ；電場(chǎng)中的導(dǎo)體1. 靜電感應(yīng)： 電場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子受到電場(chǎng)力作用，將向電場(chǎng)反方向做定向移動(dòng)，結(jié)果使導(dǎo)體兩端分別顯現(xiàn)正負(fù)感應(yīng)電荷；2. 處于靜電平穩(wěn)狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)：（ 1）內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)（合場(chǎng)強(qiáng)）到處為零；（ 2）整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是個(gè)等勢(shì)面；（ 3）表面上任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向都跟該點(diǎn)表面垂直；（ 4）凈電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面上；3. 靜電屏蔽：金屬網(wǎng)罩（或金屬包皮）能把外電場(chǎng)遮住，使內(nèi)部不受外電場(chǎng)的影響；（四）電容器和電容1. 電容器： ；使電容器帶電（或電量增加） 的過(guò)程叫 電， 充電過(guò)程是電源的

9、電能轉(zhuǎn)化為電容器中的電場(chǎng)能的過(guò)程；使充專(zhuān)心愛(ài)心專(zhuān)心精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 4 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -電后的電容器失去電荷（或電量削減）的過(guò)程叫電，放電過(guò)程是電容器中的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量的過(guò)程；2. 電容（ 1）定義： ；（ 2）公式： C_Q /，電容在數(shù)值上等于使電容器的兩極板間的電勢(shì)差增加1V所需的電量，與Q、U 無(wú)關(guān)，只取決于電容器本身；（ 3）單位：法拉（F）；1F106F1012 pF ；（ 4）平行板電容器的電容：隨兩極板間正對(duì)面積

10、的增大而增大，隨兩極板間距離的減小r S而增大，隨兩極板間電介質(zhì)的介電常數(shù)的增大而增大；即（ 5）接在電路中電容器的兩種變化C （真空中r0 ） 4S電容器兩端的電壓恒定時(shí)：電量Q = CU C，而 C =SU1E =4kd d ，d dSd1充電后斷開(kāi)電路，電容器帶電量Q 恒定： CU ， Ed ，SS（五）帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場(chǎng)中要受電場(chǎng)力作用，因此要產(chǎn)生加速度；其速度、 動(dòng)能、 電勢(shì)能等都發(fā)生變化；設(shè)如圖示平行金屬板距離為d，極板長(zhǎng)度為L(zhǎng) ，極板間的電壓為U，現(xiàn)有一電荷量為q 的帶負(fù)電的粒子，以水平速度V 0 射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，V0 E，就：水平方向（垂直電場(chǎng)方向）：勻速直線(xiàn)

11、運(yùn)動(dòng)：Lv0tL得： t=v0豎直方向（沿電場(chǎng)方向）： v0 =0 的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：FE qq Ummd ma221qULy1 at 2得： y- 側(cè)位移（偏轉(zhuǎn)距離）2m dv0專(zhuān)心愛(ài)心專(zhuān)心精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 5 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -偏轉(zhuǎn)角 ：粒子射出電場(chǎng)時(shí)垂直于電場(chǎng)方向的速度不變?nèi)詾関0， 而沿電場(chǎng)方向的速度：vateULmdv0故電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為：tanveUL00vmdv2位移夾角：tanyeUL0l2mdv 2v0m，qytan

12、y2 tanvtL tan 2粒子沿中線(xiàn)垂直射入電場(chǎng)中，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)，好象從電場(chǎng)的中心0 沿直線(xiàn)射出的；說(shuō)明穿出時(shí)刻的末速度的反向延長(zhǎng)線(xiàn)與初速度延長(zhǎng)線(xiàn)交點(diǎn)恰好在水平位移的中點(diǎn)；這一點(diǎn)和平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)論相同；穿越電場(chǎng)過(guò)程的動(dòng)能增量： EK=Eqy （留意，一般來(lái)說(shuō)不等于qU）示波管的原理（ 1）示波器：用來(lái)觀看電信號(hào)隨時(shí)間變化的電子儀器；其核心部分是示波管（ 2）示波管的構(gòu)造：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成（如圖） ；電子槍?zhuān)寒a(chǎn)生高速飛行的一束電子；偏轉(zhuǎn)電極： XX 使電子束水平偏移（加掃描電壓）YY 使電子束豎直偏移（加信號(hào)電壓）熒光屏：顯示電子束偏移形成的波形；熒光屏上的側(cè)移:/y =y+Lta

13、n=eU 2 L0m dv2L /+= tanL / + L L22專(zhuān)心愛(ài)心專(zhuān)心精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 6 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -（3）原理：利用了電子的慣性小、熒光物質(zhì)的熒光特性和人的視覺(jué)暫留等，靈敏、直觀地顯示出電信號(hào)隨間變化的圖線(xiàn)；二.重、難點(diǎn)突破：1. 兩點(diǎn)電荷間的相互作用力大小總是相等，即遵守牛頓第 定律；點(diǎn)電荷是物理中的抱負(fù)模型，當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線(xiàn)度時(shí)，可以使用庫(kù)侖定律，否就不能使用；例如：半徑均為r 的金屬球如圖1 所示放

14、置，使兩球的邊緣相距為r ，今使兩球帶上等量的異種電荷Q，設(shè)兩電荷Q間的庫(kù)侖力大小為F，比較 FQ 2與 K23r 的大小關(guān)系；明顯，假如電荷能全部集中在球心處，就二者相等；但依題設(shè)條件，兩球心間距離3r 不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于r ，故不能把兩帶電球當(dāng)作點(diǎn)電荷處理；實(shí)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，這樣兩部分電荷的距離小于3r ，故Q 2FK 3r 2，同理，如兩球帶現(xiàn)種電荷Q，就 FQ 2K 3r 2 ；2. 正確懂得用比值定義的物理量，如電場(chǎng)強(qiáng)度EF ，電勢(shì)差 U qW，電容器的電容qCQ ，用這些比值僅僅能測(cè)量出電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)差 U、電容 C，作為一個(gè)量度式， E跟

15、 F、q，UU跟 W、q，C跟 Q、U無(wú)關(guān)；電場(chǎng)線(xiàn)只能描述電場(chǎng)的方向及定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，并不是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡；帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌道是由帶電粒子受到的合外力情形和初速度情形來(lái)打算；3. 留意電勢(shì)和電勢(shì)差的區(qū)分與聯(lián)系（ 1）區(qū)分：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)（一般取無(wú)限遠(yuǎn)處或地球?yàn)榱汶妱?shì)點(diǎn)）；而電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)；（ 2）聯(lián)系：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)與零電勢(shì)點(diǎn)間的電勢(shì)差；而某兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于這兩點(diǎn)的電勢(shì)的差值，即U ABA B ；專(zhuān)心愛(ài)心專(zhuān)心精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 7 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - -

16、 - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -4. 應(yīng)用電場(chǎng)力做功的運(yùn)算公式WqU 時(shí)，有兩種方法：（ 1）三個(gè)量都取肯定值，先運(yùn)算出功的數(shù)值，然后再依據(jù)電場(chǎng)力的方向與電荷移動(dòng)位移方向間的夾角確定是電場(chǎng)力做功，仍是克服電場(chǎng)力做功；（ 2）代入符號(hào)使用，將公式寫(xiě)成WABqU AB ，特殊是在比較A、B 兩點(diǎn)電勢(shì)高低時(shí)更為便利：先運(yùn)算U ABWAB/ q ，如U AB0 ，即AB 0 ，就AB ；如U AB0 ，即AB0 ，就AB ； 例如下列圖， a、b、c 是一條電場(chǎng)線(xiàn)上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線(xiàn)方向由a 到 c，a、b 間的距離等于 b、c 間的距離；用a

17、、 b 、c 和 Ea、Eb、Ec 分別表示a、b、c 三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度，可以肯定（）A.abcB.EaEbEcC.abbcD.EaEbEcabcE分析： 依據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的方向可判定電勢(shì)的高低，確定場(chǎng)強(qiáng)的大小是依據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的密度，而題干中引用了“可以肯定”的字樣，對(duì)于“肯定”或“肯定”的說(shuō)法，只要舉一個(gè)反例，即可否定它；反之假如用的是“可能”的說(shuō)法，只要能舉出一個(gè)正例，就是“可能”的；解答： 依據(jù)沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐步降低可判定（A）正確；如此電場(chǎng)線(xiàn)是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的（點(diǎn)電荷在C 的右邊），就可判定B、C、D 錯(cuò)誤；說(shuō)明：（ 1） 只畫(huà)出一條電場(chǎng)線(xiàn)，不能比較各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大??；（ 2） 對(duì)于題干含有“可

18、以肯定”或“肯定”或“可能”字樣的挑選題，采納特例法較好；5. 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（ 1）帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，綜合了靜電場(chǎng)和力學(xué)學(xué)問(wèn)，分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同：先分析受力情形，再依據(jù)初始狀態(tài)分析粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（平穩(wěn)、加速或減速，是直線(xiàn)仍是曲線(xiàn)，是類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，仍是圓周運(yùn)動(dòng)等） ，然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題；（ 2）在對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)，要留意兩點(diǎn)：專(zhuān)心愛(ài)心專(zhuān)心精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 8 頁(yè)，共 9 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - - 要把握電場(chǎng)力的特點(diǎn)，如電場(chǎng)力的大小和方向不僅跟場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向有關(guān)，仍與帶電粒子的電量和電性有關(guān)；在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，同一帶電粒子所受的電場(chǎng)力到處是恒力；在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，同一帶電粒子在不同位置所受的電場(chǎng)力不同； 是否考慮重力