電場(chǎng)是存在于電荷和變化磁場(chǎng)周?chē)臻g的一種特殊物質(zhì)。電場(chǎng)不同于一般的物理對(duì)象,它不是由分子、原子構(gòu)成的,而是客觀存在的。電場(chǎng)具有一般物質(zhì)所具有的力、能量等客觀性質(zhì)。電場(chǎng)的力表現(xiàn)為:電場(chǎng)對(duì)置于其中的電荷產(chǎn)生力,這種力叫做電場(chǎng)力。電場(chǎng)的能量表現(xiàn)為:電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力對(duì)電荷做功(這說(shuō)明電場(chǎng)具有能量)。
[考場(chǎng)方向]
1、場(chǎng)強(qiáng)E(電場(chǎng)線(xiàn))、電勢(shì)(等勢(shì)面)、W=qU、動(dòng)能與電勢(shì)能的比較。
2.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)比較(加速、偏轉(zhuǎn)、水平投影),運(yùn)動(dòng)軌跡、方向(直進(jìn)?來(lái)回?)的分析判斷。【涉及實(shí)踐與綜合】 ①直線(xiàn)加速器 ②示波器原理 ③靜電除塵與選礦 ④滾筒靜電分選機(jī) ⑤復(fù)印機(jī)與噴墨打印機(jī) ⑥靜電屏蔽 ⑦帶電體的力學(xué)分析(綜合天平、牛頓第二定律、函數(shù)、單擺等) ⑧帶電體在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) ⑨氫原子核外電子的運(yùn)動(dòng)
【電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)匯總】
1. 電荷 電荷守恒定律 點(diǎn)電荷
(1)自然界中只有正電荷和負(fù)電荷,電荷在同一空間內(nèi)形成電場(chǎng)高中物理交變電場(chǎng),電荷間通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生相互作用,電荷的量稱(chēng)為電荷量。基??本電荷。帶電體的電荷量等于基本電荷的整數(shù)倍(Q=ne)
(2)使物體帶電也叫起電。物體帶電的方式有三種: ①摩擦起電 ②接觸起電 ③感應(yīng)起電。
3. 電荷既不能產(chǎn)生,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,這叫電荷守恒定律。
當(dāng)帶電體的形狀、尺寸以及電荷分布等因素對(duì)它們之間相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),這類(lèi)帶電體可以看作是帶電點(diǎn),稱(chēng)為點(diǎn)電荷。
2.庫(kù)侖定律
在真空中,兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的力與它們電荷的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比。力的方向在它們連線(xiàn)上。數(shù)學(xué)表達(dá)式為,其中比例常數(shù)稱(chēng)為靜電力常數(shù)。(F:點(diǎn)電荷之間的力(N),Q1、Q2:兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷(C),r:兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離(m),方向在它們連線(xiàn)上,作用和反作用,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引)
庫(kù)侖定律的應(yīng)用條件是(a)真空和(b)點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷是物理學(xué)中的理想模型。當(dāng)帶電體之間的距離遠(yuǎn)大于帶電體的線(xiàn)性尺寸時(shí),可以使用庫(kù)侖定律。否則,它無(wú)法使用。
3. 靜電場(chǎng)線(xiàn)
為了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)度和方向,在電場(chǎng)中畫(huà)出一系列的曲線(xiàn),曲線(xiàn)上各點(diǎn)的切線(xiàn)方向代表該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,曲線(xiàn)的疏密代表電場(chǎng)的弱弱。
電場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn):(a)始自正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處),止于負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處);(b)任何兩條電場(chǎng)線(xiàn)都不相交。
電場(chǎng)線(xiàn)只能描述電場(chǎng)的方向,定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)度,卻不能描述帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡由外力總量和帶電粒子的初速度決定。
4.電場(chǎng)強(qiáng)度 點(diǎn)電荷的電場(chǎng)Ⅱ
(1)電場(chǎng)的一個(gè)最基本性質(zhì)就是對(duì)置于其中的電荷施加電力。電場(chǎng)的這一性質(zhì)用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述。當(dāng)一個(gè)試驗(yàn)電荷置于電場(chǎng)中時(shí),它所受到的電場(chǎng)力與它所帶電荷量的比值稱(chēng)為該位置的電場(chǎng)強(qiáng)度。定義是:場(chǎng)強(qiáng)是一個(gè)矢量,正電荷上電場(chǎng)力的方向就是該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向,而負(fù)電荷上電場(chǎng)力的方向則與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向相反。(E:電場(chǎng)強(qiáng)度(N/C),為矢量,q:試驗(yàn)電荷的電荷量(C))
電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向是由電場(chǎng)本身決定的,是客觀存在的,與是否放置試驗(yàn)電荷、試驗(yàn)電荷中放置正電荷或負(fù)電荷的多少無(wú)關(guān),既不能認(rèn)為與成正比,也不能認(rèn)為與成反比。
點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算公式(r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電荷量(C))
5.電勢(shì)能與等勢(shì)面
電勢(shì)能 電場(chǎng)中電荷的相對(duì)位置所決定的能量叫做電勢(shì)能。
電勢(shì)能是相對(duì)的,通常取無(wú)窮大或大地作為電勢(shì)能的零點(diǎn)。
由于電勢(shì)能是相對(duì)的,所以它的實(shí)際應(yīng)用意義并不大,經(jīng)常用到的是電勢(shì)能的變化量。當(dāng)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功時(shí),電荷的電勢(shì)能變化幅度較小,當(dāng)電荷克服電場(chǎng)力做功時(shí)英語(yǔ)作文,電荷的電勢(shì)能就增大,電勢(shì)能的變化值等于電場(chǎng)力對(duì)電荷所做功的值,這常常是判斷電荷電勢(shì)能如何變化的依據(jù)。電場(chǎng)力對(duì)電荷所做功的計(jì)算公式為:,此公式適用于任何電場(chǎng)。電場(chǎng)力所做功與路徑無(wú)關(guān),由起止位置間的電位差決定。
電勢(shì)是描述電場(chǎng)能量特性的物理量。
如果將一個(gè)測(cè)試電荷放在電場(chǎng)中的某一位置,并且它的勢(shì)能為,則該比率稱(chēng)為該位置的電勢(shì)。
電位也是相對(duì)的,通常把距電場(chǎng)或大地?zé)o窮遠(yuǎn)處的電位取為零電位(對(duì)于同一個(gè)電場(chǎng),勢(shì)能和電位的零點(diǎn)是相同的)。這樣選定零電位點(diǎn)后,可以得出,正電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)電位為正,負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)電位為負(fù)。
由電位相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等位面。等位面的特點(diǎn):
(a)等勢(shì)面上各點(diǎn)的電位相等,電場(chǎng)力對(duì)等勢(shì)面上的電荷移動(dòng)不做功。
(b)等勢(shì)面必定垂直于電場(chǎng)線(xiàn),且電場(chǎng)線(xiàn)總是從電位較高的等勢(shì)面指向電位較低的等勢(shì)面。
(c)規(guī)定:畫(huà)等勢(shì)面(或線(xiàn))時(shí),相鄰兩個(gè)等勢(shì)面(或線(xiàn))之間的電位差相等。這樣,等勢(shì)面(線(xiàn))密集的地方高中物理交變電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)較大,等勢(shì)面(線(xiàn))稀疏的地方,場(chǎng)強(qiáng)較小。
6. 電位差
電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電位差稱(chēng)為電位差。按照教科書(shū)的要求,電位差取絕對(duì)值。知道了電位差的絕對(duì)值,要比較哪一點(diǎn)電位較大,需要根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)電荷所作的正功或負(fù)功來(lái)判斷,或者根據(jù)兩點(diǎn)在電場(chǎng)線(xiàn)上的位置來(lái)判斷。
7.均勻電場(chǎng)中電位差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
場(chǎng)強(qiáng)方向相同,場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱(chēng)為均勻電場(chǎng)。均勻電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(xiàn)是等距的平行線(xiàn)。當(dāng)兩塊平行相對(duì)的金屬板帶等量的異性電荷時(shí),除邊緣外,兩極之間均存在均勻電場(chǎng)。
均勻電場(chǎng)中電位差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系為,其中為沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離(m)。
均勻電場(chǎng)中平行線(xiàn)間的電位差與線(xiàn)段的長(zhǎng)度成正比。
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