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一、电荷、电荷守恒定律
1、两种电荷:“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:所带电荷的最小基元,×10-19C,是一个电子(或质子)所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。荷质比(比荷):电荷量q与质量m之比,(q/m)叫电荷的比荷
起电方式有三种
①摩擦起电,
②接触起电注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
③感应起电——切割B,或磁通量发生变化。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子效应——在光的照射下使物体发射出电子
4、电荷守恒定律:
电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.
二、库仑定律
内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)
:k=×109N·m2/C2
极大值问题:在r和两带电体电量和一定的情况下,当Q1=Q2时,有F最大值。
:(1)真空中;(2)点电荷.
点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。点电荷很相似于我们力学中的质点.
注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律
②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。
计算方法:
①带正负计算,为正表示斥力;为负表示引力。
②一般电荷用绝对值计算,方向由电性异、同判断
三个自由点电荷平衡问题,静电场的典型问题,它们均处于平衡状态时的规律。①“三点共线,两同夹异,两大夹小”②中间电荷靠近另两个中电量较小的。
③中间点电荷的平衡求间距,两边之一平衡求中间点电荷的电量,关系式为或④q1、q3固定时,q2的平衡位置具有唯一性,且与q2的电量多少,电性正负无关。
三、电场:
1、。
电场:只要电荷存在它周围就存在电场,电场是客观存在的,它具有力和能的特性。力(电场强度);能(磁通量)。若电荷不动周围的是静电场,若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场,
2、电场的基本性质-------①是对放入其中的电荷有力的作用。②能使放入电场中的导体产生静电感应现象
3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。
四、电场强度(E)——描述电场力特性的物理量。(矢量)
:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱
(有如下5种):
①E=(定义普遍适用)单位是:N/C或V/m;“描述自身的物理量”统统不能说××正比,××反比(下同)
②(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)
③(导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)
④电场的矢量叠加:当存在几个场源时,某处的合场强=各个场源单独存在时在此处产生场强的矢量和
⑤利用对称性求解。
:①与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;②电场线的切线方向是该点场强的方向;
③
,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,
该处的场强大小方向仍不变。检验电荷q充当“测量工具”的作用.
某点的E取决于电场本身,(即场源及这点的位置,)与q检的正负,电何量q检和受到的电场力F无关.
这一点很相似于重力场中的重力加速度,,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值.
电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)
电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关。
五、电场线:
定义:在电场中为了形象的描绘电场而人为想象出或假想的曲线[描述E的强弱(疏密)和方向]。电场线实际上并不存.
但E又是客观存在的,电场线是人为引入的研究工具。电场线是人为引进的,实际上是不存在的;法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场或磁场。
①切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.
②静电场电场线有始有终:始于“+”,终止于“-”或无穷远,从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.
③疏密表示该处电场的强弱,,则E越强
④匀强电场的电场线平行且等间距直线表示.(平行板电容器间的电场,边缘除外)
⑤没有画出电场线的地方不一定没有电场.
⑥沿着电场线方向,;沿E方向电势降低最快的方向。⑦电场线⊥.
⑧静电场的电场线不相交,不终断,不成闭合曲线。但变化的电场的电场线是闭合的。⑨。
除非三个条件同时满足:①电场线为直线,②v0=0或v0方向与E方向平行。③仅受电场力作用。
熟记几种典型电场的电场线特点:(重点)
电场能的性质(电势)
一、电势差U(是指两点间的)
①定义:电场中两点间移动检验电荷q(从A→B),电场力做的功WAB跟其电量q的比值叫做这两点间的电势差,UAB=WAB/。UAB为正表示A点的电势高于B点的电势。
②数值上=单位正电荷从A→B过程中电场力所做的功。③等于A、B的电势之差,即UAB=φA-φB
④在匀强电场中UAB=EdE(dE表示沿电场方向上的距离)
意义:反映电场本身性质,取决于电场两点,与移动的电荷无关,与零电势的选取无关,电势差对应静电力做功,电能其它形式的能。电动势对应非静电力做功电能其它形式的能
点评:,重力做的功跟其重量的比值叫做这两点的高度差h=W/、电势(是指某点的)描述电场能性质的物理量。
必须先选一个零势点,(具有相对性)相对零势点而言,常选无穷远或大地作为零电势。正点电荷产生的电场中各点的电势为正,负点电荷产生的电场中各点的电势为负。①定义:某点相对零电势的电势差叫做该点的电势,是标量.②在数值上=单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.
特点:
⑴标量:有正负,无方向,只表示相对零势点比较的结果。
⑵电场中某点的电势由电场本身因素决定,与检验电荷无关。与零势点的选取有关。
⑶沿电场线方向电势降低,逆。。。。。。(但场强不一定减小)。沿E方向电势降得最快。⑷当存在几个场源时,某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。电势高低的判断方法:1根据电场线的方向判断;2电场力做功判断;3电势能变化判断。点评:.
注意:(1),,而电势差是绝对的,与零电势的选取无关.(2),电场中各点的电势为定值.(3)电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=φA-φB,沿电场线方向电势降低.
三、电势能E
1概念:由电荷及电荷在电场中的相对位置决定的能量,叫电荷的电势能。电势能具有相对性,与零参考点的选取有关(通常选地面或∞远为电势能零点)特别指出:电势能实际应用不大,常实际应用的是电势能的变化。
电荷在电场中某点的电势能=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做的功。E=qφA→0
四、电场力做功与电势能
:。
:电场力做正功电势能减少;:重力做正功重力势能减少;重力做负功重力势能增加.
1电场力做功:由电荷的正负和移动的方向去判断(4种情况)功的正负电势能的变化(重点和难点知识)正、负电荷沿电场方向和逆电场方向的4种情况。
电场力做功过程就是电势能与其它形式能转化的过程(电势差),做功的数值就是能量转化的多少。
W=FSCOS(匀强电场)W=qEd(d为沿场强方向上的距离)W=qU=-△Ep,U为电势差,q为电量.
重力做功:W=Gh,h为高度差,G为重量.
电场力做功跟路径无关,是由初末位置的电势差与电量决定重力做功跟路径无关,、等势面、线、体
(1)各点电势相等,等势面上任意两点间的电势差为零,
在特势面上移动电荷(不论方式如何,只要起终点在同一等势面上)电场力不做功电场力做功为零,路径不一定沿等势面运动,但起点、终点一定在同一等势面上。(2)画法规定:相领等势面间的电势差相等等差等势面的蔬密可表示电场的强弱.(3)处于静电平衡状态的导体:整个导体是一个等势体,=0越靠近导体表面等势面越密,形状越与导体形状相似,等势面越密电场强度越大,曲率半径越小(越尖)的地方,等势面(电场线)都越密,这就可解释尖端放电现象,如避雷针。(4)匀强电场,电势差相等的等势面间距离相等,点电荷形成的电场,电势差相等的等势面间距不相等,越向外距离越大.
(5)等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等.
(6)电场线⊥等势面,且由电势高的面指向电势低的面,没电场线方向电势降低。(7)两个等势面永不相交.