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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 一、點電荷和庫侖定律1如何理解電荷量、元電荷、點電荷和試探電荷?(1)電荷量是物體帶電的多少,電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍(2)元電荷不是電子,也不是質(zhì)子,而是最小的電荷量,電子和質(zhì)子帶有最小的電荷量,即e1.6×1019 C.(3)點電荷要求“線度遠小于研究范圍的空間尺度”,是一種理想化的模型,對其帶電荷量無限制(4)試探電荷要求放入電場后對原來的電場不產(chǎn)生影響,且要求在其占據(jù)的空間內(nèi)場強“相同”,故其應為帶電荷量“足夠小”的點電荷2庫侖定律的理解和應用(1)適用條件在空氣中,兩個點電荷的作用力近似等于真空中的情況,可以直接應用公式當兩個帶電體的間距遠大于

2、本身的大小時,可以把帶電體看成點電荷(2)庫侖力的方向由相互作用的兩個帶電體決定,且同種電荷相互排斥,為斥力;異種電荷相互吸引,為引力二、庫侖力作用下的平衡問題1分析庫侖力作用下的平衡問題的思路分析帶電體平衡問題的方法與力學中分析物體平衡的方法是一樣的,學會把電學問題力學化分析方法是:(1)確定研究對象如果有幾個物體相互作用時,要依據(jù)題意,適當選取“整體法”或“隔離法”,一般是先整體后隔離(2)對研究對象進行受力分析有些點電荷如電子、質(zhì)子等可不考慮重力,而塵埃、液滴等一般需考慮重力(3)列平衡方程(F合0或Fx0,F(xiàn)y0)或用平衡條件推論分析2三個自由點電荷的平衡問題(1)條件:兩個點電荷在第

3、三個點電荷處的合場強為零,或每個點電荷受到的兩個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三、場強的三個表達式的比較及場強的疊加1場強的三個表達式的比較定義式?jīng)Q定式關系式表達式EF/qEkQ/r2EU/d適用范圍任何電場真空中的點電荷勻強電場說明E的大小及方向與檢驗電荷的電荷量及存在與否無關Q:場源電荷的電荷量r:研究點到場源電荷的距離,用于均勻帶電球體(或球殼)時,r是球心到研究點的距離,Q是整個球體的帶電荷量U:電場中兩點的電勢差d:兩點沿電場方向的

4、距離.2.電場的疊加原理多個電荷在電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和,這種關系叫電場強度的疊加,電場強度的疊加遵循平行四邊形定則四、對電場線的進一步認識1點電荷的電場線的分布特點(1)離點電荷越近,電場線越密集,場強越強(2)若以點電荷為球心作一個球面,電場線處處與球面垂直,在此球面上場強大小處處相等,方向各不相同2等量異種點電荷形成的電場中電場線的分布特點(1)兩點電荷連線上各點,電場線方向從正電荷指向負電荷(2)兩點電荷連線的中垂面(線)上,場強方向均相同,且總與中垂面(線)垂直在中垂面(線)上到O點等距離處各點的場強相等(O為兩點電荷連線的中點)(3)關于O

5、點對稱的兩點A與A,B與B的場強等大、同向3等量同種點電荷形成的電場中電場線的分布特點(1)兩點電荷連線中點O處場強為零(2)中點O附近的電場線非常稀疏,但場強并不為零(3)在中垂面(線)上從O點到無窮遠,電場線先變密后變疏,即場強先變大后變小(4)兩點電荷連線中垂線上各點的場強方向和該直線平行(5)關于O點對稱的兩點A與A,B與B的場強等大、反向4勻強電場中電場線分布特點電場線是平行、等間距的直線,場強方向與電場線平行五、電勢高低及電勢能大小的比較方法1比較電勢高低的幾種方法(1)沿電場線方向,電勢越來越低,電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面(2)判斷出UAB的正負,再由UABAB,比

6、較A、B的大小,若UAB0,則AB,若UAB0,則AB.(3)取無窮遠處為零電勢點,正電荷周圍電勢為正值,且離正電荷近處電勢高;負電荷周圍電勢為負值,且離負電荷近處電勢低2電勢能大小的比較方法(1)場源電荷判斷法離場源正電荷越近,試探正電荷的電勢能越大,試探負電荷的電勢能越小離場源負電荷越近,試探正電荷的電勢能越小,試探負電荷的電勢能越大(2)電場線判斷法正電荷順著電場線的方向移動時,電勢能逐漸減?。荒嬷妶鼍€的方向移動時,電勢能逐漸增大負電荷順著電場線的方向移動時,電勢能逐漸增大;逆著電場線的方向移動時,電勢能逐漸減小(3)做功判斷法電場力做正功,電荷(無論是正電荷還是負電荷)從電勢能較大的

7、地方移向電勢能較小的地方反之,如果電荷克服電場力做功,那么電荷將從電勢能較小的地方移向電勢能較大的地方六、電場力做功的特點及電場力做功的計算1電場力做功的特點電場力做的功和路徑無關,只和初、末位置的電勢差有關2電場力做功的計算方法(1)由公式WFlcos 計算,此公式只適用于勻強電場,可變形為WqElE,式中l(wèi)E為電荷初末位置在電場方向上的距離(2)由電勢差的定義式計算,WABqUAB,對任何電場都適用當UAB0,q0或UAB0,q0時,W0;否則W0.(3)由電場力做功與電勢能變化的關系計算,WABEPAEPB.(4)由動能定理計算:W電場力W其他力Ek.3電場中的功能關系(1)若只有電場力

8、做功,電勢能與動能之和保持不變(2)若只有電場力和重力做功,電勢能、重力勢能、動能之和保持不變(3)除重力之外,其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化 七、電場線、等勢線與運動軌跡的綜合分析1帶電粒子在電場中的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力的情況以及初速度的情況共同決定的運動軌跡上各點的切線方向表示粒子在該點的速度方向電場線只能夠描述電場的方向和定性地描述電場的強弱,它決定了帶電粒子在電場中各點所受電場力的方向和加速度的方向2等勢線總是和電場線垂直,已知電場線可以畫出等勢線已知等勢線也可以畫出電場線3在利用電場線、等勢面和帶電粒子的運動軌跡解決帶電粒子的運動問題時,基本方法是:(1)根據(jù)帶

9、電粒子的運動軌跡確定帶電粒子受到的電場力的方向,帶電粒子所受的合力(往往只受電場力)指向運動軌跡曲線的凹側(cè),再結(jié)合電場線確定帶電粒子的帶電種類或電場線的方向;(2)根據(jù)帶電粒子在不同的等勢面之間移動,結(jié)合題意確定電場力做正功還是做負功,電勢能的變化情況或是等勢面的電勢高低八、勻強電場中電場強度與電勢差的關系1公式E反映了電場強度與電勢差之間的關系,由公式可知,電場強度的方向就是電場中電勢降低最快的方向2公式中d可理解為電場中兩點所在等勢面之間的距離,由此可得出一個結(jié)論:在勻強電場中,兩長度相等且相互平行的線段的端點間的電勢差相等如圖5所示,AB、CD平行且相等,則UABUCD九、靜電現(xiàn)象1處于

10、靜電平衡狀態(tài)的導體具有以下特點(1)導體內(nèi)部的場強(E0與E的合場強)處處為零,E內(nèi)0;(2)整個導體是等勢體,導體的表面是等勢面;(3)導體外部電場線與導體表面垂直;(4)靜電荷只分布在導體外表面上,且與導體表面的曲率有關2靜電屏蔽:如果用金屬網(wǎng)罩(或金屬殼)將一部分空間包圍起來,這一包圍空間以外的區(qū)域里,無論電場強弱如何,方向如何,空間內(nèi)部電場強度均為零因此金屬網(wǎng)罩(或金屬殼)對外電場有屏蔽作用十、勻強電場中電場強度與電勢差的關系1公式E反映了電場強度與電勢差之間的關系,由公式可知,電場強度的方向就是電場中電勢降低最快的方向2公式中d可理解為電場中兩點所在等勢面之間的距離,由此可得出一個結(jié)

11、論:在勻強電場中,兩長度相等且相互平行的線段的端點間的電勢差相等如圖所示,AB、CD平行且相等,則UABUCD3利用等分電勢法畫等勢線及電場線的方法十一、平行板電容器的動態(tài)分析運用電容的定義式和決定式分析電容器相關量變化的思路(1)確定不變量,分析是電壓不變還是所帶電荷量不變電容器的兩極板與電源連接時,電容器兩極板間的電壓保持不變;電容器先充電后與電源斷開,電容器的電荷量保持不變 (2)用決定式C分析平行板電容器電容的變化 (3)用定義式C分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化(4)用E分析電容器極板間場強的變化十二、帶電粒子在電場中的直線運動1帶電粒子在電場中的運動,綜合了靜電場和力學的知

12、識,分析方法和力學的分析方法基本相同:先分析受力情況,再分析運動狀態(tài)和運動過程(平衡、加速、減速;直線還是曲線),然后選用恰當?shù)囊?guī)律解題解決這類問題的基本方法是:(1)采用運動和力的觀點:牛頓第二定律和運動學知識求解(2)用能量轉(zhuǎn)化的觀點:動能定理和功能關系求解2對帶電粒子進行受力分析時應注意的問題(1)要掌握電場力的特點電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有關,還跟帶電粒子的電性和電荷量有關在勻強電場中,同一帶電粒子所受電場力處處是恒力;在非勻強電場中,同一帶電粒子在不同位置所受電場力的大小和方向都可能不同(2)是否考慮重力要依據(jù)情況而定基本粒子:如電子、質(zhì)子、粒子、離子等除有說明或明確

13、的暗示外,一般不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量)帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或明確暗示外,一般都不能忽略重力十三、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)在圖中,設帶電粒子質(zhì)量為m,帶電荷量為q,以速度v0垂直于電場線方向射入勻強偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)電壓為U,若粒子飛離偏轉(zhuǎn)電場時的偏距為y,偏轉(zhuǎn)角為,則tan ,yayt2帶電粒子從極板的中線射入勻強電場,其出射時速度方向的反向延長線交于極板中線的中點所以側(cè)移距離也可表示為ytan ,所以粒子好像從極板中央沿直線飛出去一樣若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)同一加速電壓U0加速后進入偏轉(zhuǎn)電場的,則qU0mv,即y,tan .由以上討論可知,粒子的偏轉(zhuǎn)角和偏距與粒子的

14、q、m無關,僅決定于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場,即不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后進入同一偏轉(zhuǎn)電場,它們在電場中的偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)距離總是相同的十四、用能量的觀點處理帶電體在電場及復合場中的運動對于受變力作用的帶電體的運動,必須借助于能量的觀點去處理,用能量觀點處理也更簡捷,具體的方法通常有兩種:(1)用動能定理處理思維順序一般為:明確研究對象的物理過程;分析物體在所研究過程中的受力情況,弄清哪些力做功,做正功還是做負功;弄清所研究過程的初、末兩個狀態(tài)的動能;根據(jù)動能定理列出方程求解(2)用包括電勢能和內(nèi)能在內(nèi)的能量守恒定律處理列式的方法主要有兩種:從初、末狀態(tài)的能量相等列方程;從某些能量的減少量等于另一些能量的增加量列方程十五、帶電粒子在交變電場中的運動帶電粒子在交變電場中的運動,通常只討論電壓的大小不變、方向做

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