人教版高二物理必修第三冊第九章靜電場及其應用全章知識點梳理

1、人教版 2019）理必修三冊第九章靜電場其應用）全知識點理9.1 荷一、對感應起電的理解1過程及現(xiàn)象(1)取一對用絕緣支柱支持的金導體 ，它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在它們下面的金屬箔是 閉合的，如圖甲所示。(2)帶正電荷的球 移導體 A可以看到 、 上的屬箔都張開了，這表示 A、B 上帶了電荷，如圖乙 所示。(3)如果把 A、B 分，后移去 ，可以看到 A 和 B 帶有電荷，如圖丙所示。(4)讓 B 接，金屬箔就不再張開，表明它們不再帶電了。這說明 所的電荷是等量的，互相接觸 時，等量的正、負電荷發(fā)生了中和。2感應起電的本質(zhì)在導體 C 上的荷作用下導 上自由電發(fā)生定向移動 端至 A 端從

2、引起 A 端帶負電， B 端帶電，此時若將 、 分，導體 A、B 則為帶等量異種電荷的帶電體。二、元電荷與電荷守恒定律1對元電荷的認識(1)一個電子一個質(zhì)子或一個電子所帶的電荷量都是 e所有帶電體的電荷量等于 或是 e 的整倍。(2)元電荷既不是電子，也不是子，只是一個電荷量。因為物體的帶電荷量通常較小，因此可元電荷的整數(shù)倍方便地表示，如電子的帶電荷量為e即表示電子的帶電荷量為C。2對電荷守恒定律的理解(1)電荷守恒定律的另一種表達一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變?nèi)缃佑|帶電時不帶電物體與帶電物體接觸后，電荷在兩物體上重新分配，但總電荷量不變。摩擦起電實質(zhì)上是電子在不同物體

3、間的轉(zhuǎn)移。(2)接觸帶電時，兩個完全相同導體球相互接觸，則電荷量平分。若兩導體球帶同種電荷，會總電荷量 平分；若帶異種電荷，則先中和然后再把剩余電荷量平分。9.2 倫定律一、對點電荷的理解11點電荷是物理模型只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學中的質(zhì)點，實際中并不存在。2帶電體看成點電荷的條件如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀和大小對相互作用力的影很小，就 可以忽略形狀、大小等次要因素，只保留對問題有關鍵作用的電荷量，帶電體就能看成點電荷3注意區(qū)分點電荷與元電荷(1)元電荷是最小的電荷量，其值等于一個電子或一個質(zhì)子所帶電荷量的絕對值。(2)點電荷只是不考

4、慮帶電體的小和形狀，是帶電個體，其帶電荷量可以很大也可以很小，但一定是元 電荷的整數(shù)倍。二、對庫侖定律的理解1庫侖定律的適用條件是(1)真空。(2)靜止點電荷。這兩個條件都是理想化的，在空氣中庫侖定律也近似成立。2靜電力的大小計算和方向判(1)大小計算利用庫侖定律計算大小時，不必將表示電性的正、負號代入公式，只代入 q 、 的絕對值即可。 (2)方向判斷在兩電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸。3庫侖定律與萬有引力定律的較(1)庫侖定律和萬有引力定律都從與距離的二次方成反比規(guī)律，人們至今還不能說明它們的這相似性。 (2)兩個定律列表比較如下物理定律比較內(nèi)容公式產(chǎn)生原因相互作用萬有引力定律只

5、要有質(zhì)量，就有引力，因此稱為 萬有引力，兩物體間的萬有引力總 是引力吸引力與它們質(zhì)量的乘積成正比2庫侖定律存在于電荷間，兩帶電體的庫侖力 由電荷的性質(zhì)決定，既有引力，也 有斥力庫侖力與它們電荷量的乘積成正 比相似遵從牛頓第三定律與距離的關系為平方反比 都有一個常量(3)對于微觀的帶電粒子它們間的庫侖力要比萬有引力大得多。電子和質(zhì)子的靜電引力F 是們間萬有引力 F 的 2.310 倍正因如此，以后在研究帶電微粒間的相互作用時，可以忽略萬有引力。三、庫侖定律的應用1分析帶電體在有庫侖力作用的平衡問題時，方法仍然與解決力學中物體的平衡問題的方法一樣，具體 步驟：(1)確定研究對象；(2)進受力分析；

6、(3)立坐標系(4)方程 0正交分解， 0 ； y(5)求解方程。2三個自由點電荷的平衡問題(1)條件：每個點電荷受到的兩庫侖力必須大小相等，方向相反。(2)規(guī)律“三點共線”三個點電荷分布在同一直線上；“兩同夾異”正負電荷相互間隔；“兩大夾小”中間電荷的電荷量最?。弧敖∵h大”中間電荷靠近電荷量較小的電荷。9.3 場 電場強度一、電場1電場的產(chǎn)生：電荷在其周圍生電場，電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)。2基本性質(zhì)：電場對放入其中電荷產(chǎn)生力的作用。3電荷間的相互作用：電荷之間是通過電場發(fā)生相互作用的。4電場和磁場統(tǒng)稱為電磁場，磁場是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，也有能量、動量。5靜電場：靜止的電荷產(chǎn)生的

7、場。二、電場強度31試探電荷：為研究電場的性而引入的電荷量和體積都很小的點電荷。2場源電荷：激發(fā)電場的電荷3電場強度(1)定義：放入電場中某點的電所受的靜電力 F 跟的電荷量 q 的比，叫作該點的電場強度。(2)定義式： 。(3)單位：牛/庫N/C)。(4)方向：電場強度是矢量，電中某點的電場強度的方向與正電荷在該點所受的靜電力的方向同。 (5)物理意義：電場強度是描述場的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的靜電力大小無關。三、點電荷的電場 電場強度的加1點電荷的電場如圖所示，場源電荷 與探電荷 距為 r，則它們之間的庫侖力 ，所以電荷 處電場強度 。(1)公式： 。(2)方向：若 Q 為正電荷

8、，電場強度方向沿 Q 和該的連線背離 ；若 為電，電場強度方向 Q 和 點的連線指向 Q。2電場強度的疊加(1)電場中某點的電場強度為各點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。這種關系叫作電強度的疊 加。例如，圖中 P 點的場強度，等于電荷Q 在點產(chǎn)生的電場強度 E 電荷 該點產(chǎn)生的電場強度 E 的矢量和。400(2)如圖所示，均勻帶電球(或殼外某點的電場，與一個位于球心、電荷量相等的點電荷在同一點產(chǎn)生 的電場相同，即，式中的 r 是球心到該點的距(R)， 為整球體所帶的電荷量。四、電場線1定義：電場線是畫在電場中一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向。 2特點：(1)

9、電場線從正電荷或無限遠出，終止于無限遠或負電荷，是不閉合曲線。(2)電場線在電場中不相交，因電場中任意一點的電場強度方向具有唯一性。(3)在同一幅圖中，電場線的疏反映了電場強度的相對大小，電場線越密的地方電場強度越大(4)電場線不是實際存在的線，是為了形象地描述電場而假想的線。五、勻強電場1定義：電場強度的大小相等方向相同的電場。2電場線特點：勻強電場的電線是間隔相等的平行線。3實例：兩塊等大、靠近、正的平行金屬板，帶等量異種電荷時，它們之間的電場除邊緣附近外就是勻 強電場。9.4 電的防與利用一、對靜電平衡的理解1靜電平衡的過程(1)電荷分布的變化情況金屬體放到電場強度為 的電場中，金屬中的

10、自由電荷在電場力作用下定向移 動導致導體一側(cè)聚集負電荷，而另一側(cè)聚集正電荷。(2)合電場強度的變化情況：感電荷在導體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場方向相反的電場，導致合電場強減小。當 感應電荷繼續(xù)增加，合電場強度逐漸減小，合電場強度為零時，自由電荷的定向移動停止。2對靜電平衡的三點理解5(1)靜電平衡是自由電荷發(fā)生定移動的結(jié)果，達到靜電平衡時，自由電荷不再發(fā)生定向移動。(2)金屬導體建立靜電平衡的時是非常短暫的。(3)導體達到靜電平衡后內(nèi)部電強度處處為零是指外電場 E 與導兩端的感應電荷產(chǎn)生的附加電 E的 合電場強度為零。3處于靜電平衡時的導體上的荷分布特點(1)凈電荷只分布在導體表面，部沒有凈電荷。(2)

11、感應電荷分布于導體兩端，性相反，電量相等，近異遠同，如圖甲所示。(3)凈電荷在導體表面的分布不勻，一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集，如圖乙所示。處于靜電平衡的導體周圍的電場分布情況靜電平衡的導體尖端電荷集中，電荷電場線密集。二、對靜電屏蔽的理解1靜電屏蔽的實質(zhì)靜電屏蔽的實質(zhì)是利用了靜電感應現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應電荷的電場和外加電場矢量和為零，像是金屬 殼將外電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內(nèi)兩種電場并存，矢量和為零。2靜電屏蔽的兩種情況圖示實現(xiàn)過程最終結(jié)論導體外部電場不影響導體內(nèi)部因場源電荷產(chǎn)生的電場與導體球殼表面上感應 電荷在空腔內(nèi)的合場強為零，達到靜電平衡狀 態(tài)，起到屏蔽外電場

12、的作用導體內(nèi)空腔不受外界電荷影響接地導體內(nèi)部的電場不影響導體外部當空腔外部接地時，外表面的感應電荷因接 地將傳給地球，外部電場消失，起到屏蔽內(nèi) 電場的作用接地導體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響本質(zhì)靜電屏蔽是激發(fā)電場與感應電場疊加的結(jié)果，所以做靜電屏蔽的材料只能是導體，不能是絕緣 體三、靜電的產(chǎn)生、應用和防止 1靜電是如何產(chǎn)生的6兩種不同的物體相互摩擦可以起電，甚至干燥的空氣與衣物摩擦也會起電。摩擦起的電在能導的物體上 可迅速流失，而在不導電的絕緣如化纖、毛織物等物)上就不會流失而形成靜電，并聚集起來，當達 到一定的電壓時就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生火花并發(fā)出聲響。2靜電的應用和防止(1)靜電的應用利用靜電的性質(zhì)利用靜電能吸引較