电荷守恒
一、基本概念
1、三种起电方式(摩擦、传导、感应)都遵守________定律。
正电荷在该点的受力方向
2、库仑定律(也叫静电力或库仑力)的公式:。
3、电场强度的定义式:,方向规定为__________。
4、电场力的公式: ,正电荷受的电场力与场强方向相同。
5、点电荷的场强公式:。
6、电场中两点间的电势差公式(两个),。
7、电场中某点的电势公式:。
8、电荷在电场中某点的电势能的公式:。
9、匀强电场中电场强度与电势差关系公式:。
注意:d是沿场强方向的距离。
10、电场力做功,Uab指a与b之间电势差,即UAB= 。
减少
增加
11、电场力做功与电势能变化的关系:。
即电场力做正功,电荷的电势能______;反之,______。
12、电容器:
(1)、电容器的电容的定义式:。
(2)、平行板电容器的电容的决定式:。
Q
(3)、电容器连接中通常遇到的两类问题
U
、断开电源情况下,____不变;
、始终接通电源情况下,____不变。
上面两类问题主要用三个公式解决:C=Q/U 、、E=U/d
二、五个物理量的判断
场强E的大小
(一)、电场(场强E)的判断
场强E的方向
1、用电场线判断:疏密表示________,;切线方向或 +q受力的方向(-q受力的反方向)表示________。
2、用定义式判断:E=F/q
(二)、电场力的判断:
大小:;方向:区分正、负电,“正同负反”
顺着电场线电势降落
(三)、电势高低的判断
1、看电场线的方向:________________
2、由电势差UAB的正负判断:
(四)、电场力作正功、负功的判断:
看电场力的方向与速度方向,明确电场力是作动力还是阻力。
减少
增加
(五)、电势能增减的判断:根据 ,看电场力做功的正、负,即电场力做正功,电荷的电势能______;反之,______。
带电体
三、重要概念理解
物质
电荷之间存在着相互作用力,这一相互作用力是靠电场来实现的。___周围存在着电场,电场是一种_____,其重要特性是对场中的电荷施加力的作用F= 、对在场中运动的电荷做功W= ,同时,电荷在场中某点具有电势能ε=
(一)、电场强度
1.电场强度的概念
电场强度的定义式
其意义是:检验电场中A点的电场强度,可以在A点放一电量为q的检验电荷,其受力为F.实验发现检验电荷受到的电场力与检验电荷的电量成正比,其比值可以反映电场中A点的性质,定义为电场强度.而这个比值与F和q均无关,只与场源电荷和场中位置有关,即便在电场中没有检验电荷q,A点的电场依旧是客观存在的,其电场强度E的大小和方向不会因检验电荷q的不同而不同.
与密度ρ类似,密度ρ定义为,而ρ与m和V均无关,只与物质本身的性质有关。
2.电场强度是矢量,其大小等于F与q的比值,反映电场的强弱;其方向规定为正电荷受力的方向.
点电荷
3.注意区分场强的三个公式
是电场强度的定义式,对于任何电场都适用.
匀强电场
是点电荷的电场强度的公式,此式只适用于______的电场,由该式可以看出,电场强度与场源电荷Q和场中位置r有关,与检验电荷q无关.
只适用于______,它反映匀强电场中场强和电势差的关系,其中U为两点间的电势差,d是这两点在场强方向上的距离.
4.电场强度的叠加是矢量的叠加
平行四边形
空间中若存在着几个电荷,它们在P点都激发电场,则P点的电场为这几个电荷单独在P点产生电场的场强的矢量合.遵守_________定则。
(二)、电势、电势差、电势能
电场中的电势、电势差、电势能可以与重力场中的高度、高度差和重力势能类比,比较如下:
重力做功——电场力做功
高度差——电势差
某点的“高度” h——某点的“电势”
重力势能——电势能
类比方法是科学研究的重要方法,也是我们掌握知识的好方法,要学会自觉运用这种方法.通过类比,可以帮助我们理解一些概念和规律,也有助于记忆.
相交
闭合
负
正
(三)、电场线、等势面
垂直
E的方向
E的大小
1.电场线实际上不存在,不___,不___,从___电荷出发,终止于___电荷,疏密表示______,切线方向表示_________。
2.等势面与电场线______,在同一等势面上移动电荷,电场力不做功。
3.掌握五种常见电场的电场线与等差等势面(正、负点电荷,等量同种、等量异种电荷,匀强电场)请画出:
(四)、电容器、电容
1.理解电容的定义式与平行板电容器的电容的决定式的区别:
电容是反映电容器本身贮电性能的物理量,由电容器本身的构造决定,与电容器带电多少、是否带电及两极间电势差大小等均无关.由平行板电容器电容的决定式可以看出,其电容只与ε、S和d有关.
2.解决平行板电容器问题的基本思路
(1) 首先确定不变量,电容器始终与电源相接,则电势差U不变,若电容器充电后断开电源,则Q不变.
(2)用式分析平行板电容器电容的变化.
(3) 用定义式分析电量Q或者电势差U的变化.
(4) 用分析两极板间电场强度的变化.
(五)、带电粒子在电场中的运动
1.带电粒子重力是否可忽略?(1)基本粒子:如电子、质子、离子、原子核等一般忽略重力;(2)带电颗粒:如尘埃、液滴、小球等一般不能忽略。
2.平衡问题
若受几个力平衡(静止或匀速),则应用力学中关于受力平衡的知识解决问题
3.加速问题
带电粒子所受合力是电场力,且沿与电场线平行的方向进入匀强电场时,受到的电场力的方向与运动方向在同一直线上,此时带电粒子做匀加(或匀减)速运动,带电粒子动能的变化量等于电场力做的功,也等于电势能的变化量,
4.偏转问题
带电粒子所受合力是电场力,进入电场时速度方向与电场线不平行时,带电粒子在电场中要发生偏转.当带电粒子进入匀强电场时的速度方向与电场线垂直时,带电粒子在电场中做匀变速运动,即类似平抛的运动,我们完全可以类比于解决平抛问题的方法去解决问题.带电粒子在其初速度方向上以初速v0做匀速直线运动,在电场强度的方向上做初速为零的匀加速直线运动,
,
由此应用相应的力学知识可以解出带电粒子在电场中的偏转距离y和偏转角度θ.