物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)
物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)
靜電場(chǎng),是指觀察者與電荷相對(duì)靜止時(shí)所觀察到的電場(chǎng)。接下來(lái)學(xué)習(xí)啦小編為你整理了物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn),一起來(lái)看看吧。
物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn) 一、電場(chǎng)基本規(guī)律
1、電荷守恒定律:電荷既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變。
(1)三種帶電方式:摩擦起電,感應(yīng)起電,接觸起電。
(2)元電荷:最小的帶電單元,任何帶電體的帶電量都是元電荷的整數(shù)倍,e=1.6×10-19C——密立根測(cè)得e的值。
2、庫(kù)倫定律:(1)定律內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
(2)表達(dá)式:
X
k=9.0×109N·m2/C2——靜電力常量
(3)適用條件:真空中靜止的點(diǎn)電荷。
物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)二、電場(chǎng)力的性質(zhì)——電場(chǎng)強(qiáng)度
1、電場(chǎng)的基本性質(zhì):電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用。
2、電場(chǎng)強(qiáng)度E:(1)定義:電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F與電荷的帶電量q的比值,就叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。(2)定義式: E與F、q無(wú)關(guān),只由電場(chǎng)本身決定。
(3)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量:大?。涸跀?shù)值上為單位電荷受到的電場(chǎng)力。方向:規(guī)定正電荷受力方向,負(fù)電荷受力與E的方向相反。
(4)單位:N/C,V/m 1N/C=1V/m
(5)其他的電場(chǎng)強(qiáng)度公式
1點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式:——Q場(chǎng)源電荷
2勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)公式: ——d沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間距離
(6)場(chǎng)強(qiáng)的疊加:遵循平行四邊形法則
3、電場(chǎng)線:(1)意義:形象直觀描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的理想模型,實(shí)際上是不存在的
(2)電場(chǎng)線的特點(diǎn):
1電場(chǎng)線起于正電荷(無(wú)窮遠(yuǎn)),止于(無(wú)窮遠(yuǎn))負(fù)電荷
2不封閉,不相交,不相切。3沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,且電勢(shì)降低最快。一條電場(chǎng)線無(wú)法判斷場(chǎng)強(qiáng)大小,可以判斷電勢(shì)高低。
4電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面,靜電平衡導(dǎo)體,電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面
(3)幾種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線
物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)三、電場(chǎng)能的性質(zhì)——電勢(shì)
1、電場(chǎng)能的基本性質(zhì):電荷在電場(chǎng)中移動(dòng),電場(chǎng)力要對(duì)電荷做功。
2、電勢(shì)能Ep:(1)定義:電荷在電場(chǎng)中,由于電場(chǎng)和電荷間的相互作用,由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力把電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功。
(2)定義式:——帶正負(fù)號(hào)計(jì)算
(3)特點(diǎn): 1電勢(shì)能具有相對(duì)性,相對(duì)零勢(shì)能面而言,通常選大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面。
2電勢(shì)能的變化量△Ep與零勢(shì)能面的選擇無(wú)關(guān)。
3、電勢(shì)φ:(1)定義:電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能Ep與電荷量的比值。
(2)定義式:φ——單位:伏(V)——帶正負(fù)號(hào)計(jì)算
(3)特點(diǎn): 1電勢(shì)具有相對(duì)性,相對(duì)參考點(diǎn)而言。但電勢(shì)之差與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。
2電勢(shì)是一個(gè)標(biāo)量,但是它有正負(fù),正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢(shì)比參考點(diǎn)電勢(shì)高,還是低。
3電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身決定,與Ep和q無(wú)關(guān)。
4電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。
(4)電勢(shì)高低的判斷方法
1根據(jù)電場(chǎng)線判斷:沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。φA>φB
2根據(jù)電勢(shì)能判斷:
正電荷:電勢(shì)能大,電勢(shì)高;電勢(shì)能小,電勢(shì)低。
負(fù)電荷:電勢(shì)能大,電勢(shì)低;電勢(shì)能小,電勢(shì)高。
結(jié)論:只在電場(chǎng)力作用下,靜止的電荷從電勢(shì)能高的地方向電勢(shì)能低的地方運(yùn)動(dòng)。
4、電勢(shì)差UAB(1)定義:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差。也叫電壓。
(2)定義式:UAB=φA-φB
(3)特點(diǎn): 1電勢(shì)差是標(biāo)量,卻有正負(fù),只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢(shì)誰(shuí)高誰(shuí)低。
2單位:伏(V)
3電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差是確定的,與零勢(shì)面的選擇無(wú)關(guān)
4U=Ed勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差計(jì)算公式。——電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。
5、電場(chǎng)力做功WAB :(1)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),只與初末位置有關(guān),即與初末位置的電勢(shì)差有關(guān)。
(2)表達(dá)式:WAB=UABq—帶正負(fù)號(hào)計(jì)算(適用于任何電場(chǎng))
WAB=Eqd—d沿電場(chǎng)方向的距離。——勻強(qiáng)電場(chǎng)
(3)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系 WAB=-△Ep=EpA-EpB
結(jié)論:電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少
電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加
6、等勢(shì)面:(1)定義:電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。
(2)特點(diǎn):1等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功。
2等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直3兩等勢(shì)面不相交4等勢(shì)面的密集程度表示場(chǎng)強(qiáng)的大?。菏枞趺軓?qiáng)。
5畫等勢(shì)面時(shí),相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。
(3)判斷非勻強(qiáng)電場(chǎng)線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大?。嚎拷鼒?chǎng)源(場(chǎng)強(qiáng)大)的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于遠(yuǎn)離場(chǎng)源(場(chǎng)強(qiáng)小)相等距離兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。
7、靜電平衡狀態(tài):(1)定義:導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài)
(2)特點(diǎn):1處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。
2感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場(chǎng)都等于外電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反。
3處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是個(gè)等勢(shì)面。
4電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān),越彎曲,電荷分布越多。