【学酥笔记·物】1.0静电场

电场力

F=kQ1Q2/r²(点电荷)

F=qE

场强

E=F/q(定义式)

E=KQ/r²(点电荷的场强)

E=U/d(匀强电场,场强与电势差的关系)

异号、同号电荷的场强电场线

异号电荷间:

·直线上(图)

·中垂面上(图)

同号电荷间:

·直线上(图)

·中垂线上(图)

场强的叠加


电场力(保守力)做功的特点:只与初末位置有关

电势能Ep(电荷在电场中具有的势能)

大小:电荷在某点的电势能=把它从该点移到零势能面时所做的功.

电荷在电场中A点具有的电势能EpA,在B点具有的电势能EpB,电荷从A到B静电力做的功=电势能的减少量(初减末).W(AB)=EpA-EpB

所以,静电力做正功(电势能初-末>0),电荷的电势能一定减少(指的是末减初);静电力做负功(电势能初-末<0),电荷的电势能一定增进(指的是末减初)

所以,静电力做功 是 电势能变化 的量度.

#易混:

初减末:减少量

末减初(即:变化后的量减去变化前的量):增加量,即Δ(变化量)


电势与电势差

电势=电势能/电荷量.(反映电场能的性质)

电势差U(AB)=A点电势-B点电势.(反映静电力做功大小)

场强与电势差的关系

电势差U(AB)=场强E×移动距离d.  即:U=Ed

场强与电势的关系:E与电势无直接关系.


等势面

两个异号点电荷的电势:

·直线上(图):中间电势等于0.

·中垂线上(图)

两个同号点电荷的电势:

·直线上(图):中间电势不等于0!

·中垂线上(图)

【电场力做功的计算】

⑴根据 功的定义式

⑵W(AB)=q×U(AB)

⑶根据 电场力做功和电势能变化量的关系:

W(AB)=EpA-EpB=-ΔEp(AB)=-(EpB-EpA)

注意:Δ(变化量)指的是:变化后-变化前

⑷根据 动能定理(合外力所做的功=动能的变化量):

W电场力+W其他力=-ΔEk

【电势 高低的比较】

⑴根据电场线或等势面:顺小逆大

⑵根据电势差的正负:U(AB)=A点电势-B点电势

·U(AB)>0.  所以:A点电势>B点电势

·U(AB)<0.  所以:A点电势<B点电势

⑶根据场源电荷:正电荷周围电势为正值,负电荷周围为负值

⑷根据电势叠加

⑸根据电场力做功:

·正电荷在电场力作用下移动,做正功:高电势→低电势

正电荷克服电场力做功,做负功:低电势→高电势

·负电荷在电场力作用下移动,做正功:低电势→高电势

正电荷克服电场力做功,做负功:高电势→低电势

⑹根据电势能判断:正电荷在电势高的电势能大,负电荷在电势低的电势能大

电势能大小的比较

·根据公式: 电势能=电荷量×电势

A电势>B电势,正电荷的 A电势能>B电势能,负电荷的 A电势能<B电势能(带入电荷正负号比较!)

·根据 做功:

电场力做正功,正负电荷都是从电势能大的移动到电势能小的(电势能减小);电场力做负功,正负电荷都是从电势能小的移动到电势能的(电势能增加).

平行板电容器

电容C公式:

①C=εS/4πkd(决定式.  k:静电力常量,ε:介电常数)

②C=所带电荷量Q/两极电势差U(定义式)


【电容器的动态分析】

①连着电源:U不变

②断开电源:Q不变

研究

·电容C =εS/4πkd

·电荷量Q=CU

·电压U=Q/C

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

【带电粒子在电场中的运动】

直线运动

·牛二+运动学公式:

qE=ma,E=U/d(场强=电势差/距离),

·动能定理(不用涉及时间):适用各种电场

qU=1/2m(v末)²-1/2m(v初)². (U为质点运动初末位置的电势差,不是题中电压)

在匀强电场中的偏转

运动模型:加速电场+平抛

·加速度:a=F/m=qE/m=qU/md

·运动时间:①飞出电场时间t=l/v②打在板上时间(由d=1/2at²求t)

·侧移量:①离开电场时 y=1/2at²(代入a=qU/md,t=l/v)

(结合加速电场U':qU'=1/2mv²求出v,再带入)

·偏转角:tanθ

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