2021-2022学年高二物理竞赛课件：真空中的静电场.pptx

真空中的静电场12基本概念和基本规律基本概念和基本规律1、电场强度电场强度场强迭加原理场强迭加原理2、电通量电通量3、库仑定律库仑定律4、高斯定理高斯定理有源场有源场5、静电场环路定理静电场环路定理无旋、保守场无旋、保守场6、电位差电位差电位电位电位迭加原理电位迭加原理7、E与与U的关系的关系8、q 在外场中的电位能在外场中的电位能W=q U9、电场力所作的功电场力所作的功 w=q（U1-U2）3几种典型电场的几种典型电场的 和和 U 的分布的分布场源电荷（场源电荷（+）4场源电荷（场源电荷（+）5静电场与实物的相互作用静电场与实物的相互作用基本概念和基本规律基本概念和基本规律导体静电导体静电 平衡的条件平衡的条件导体是等位体导体是等位体导体表面是等位面导体表面是等位面静电平衡时导体上电荷的分布静电平衡时导体上电荷的分布q内内=0 导体内处处净电荷为零，电荷分布在外表面。导体内处处净电荷为零，电荷分布在外表面。导体表面附近的场强。导体表面附近的场强。计算有导体存在时计算有导体存在时电场电场和导体和导体电荷电荷分布，依据：分布，依据：（1）静电感应）静电感应（2）静电平衡）静电平衡 （3）电荷守恒）电荷守恒（4）高斯定理）高斯定理介质中的高斯定理：介质中的高斯定理：电极化率电极化率各向同性线性介质的极化各向同性线性介质的极化6电容器的电容和电场的能量电容器的电容和电场的能量基本概念和基本规律基本概念和基本规律电容的定义电容的定义平行板电容器平行板电容器电容器的串、并联电容器的串、并联电容器的能量电容器的能量电场的能量、能量密度电场的能量、能量密度电荷系总静电能电荷系总静电能求电容器电容的程序：求电容器电容的程序：（1）假定极板带电）假定极板带电+Q、-Q（2）求板间的）求板间的 E（3）求板间的）求板间的 U（4）C=Q/V 或或 根据根据“W”求求C7气体分子热运动气体分子热运动基本概念、基本规律：基本概念、基本规律：理想气体压强公式：理想气体压强公式：3、温度的统计概念：温度的统计概念：4、能量均分定理：能量均分定理：每一个自由度的平均动能每一个自由度的平均动能分子分子 的平均动能的平均动能摩尔理想气体的内能摩尔理想气体的内能5、速率分布函数速率分布函数理想气体状态方程：理想气体状态方程：8三种速率三种速率最可几速率最可几速率 平均速率平均速率 方均根速率方均根速率*最可几速率最可几速率v p 的意义的意义10对大量分子而言，在相同的速率间隔中，气体分子速对大量分子而言，在相同的速率间隔中，气体分子速率在率在v p 附近的分子数量最多。附近的分子数量最多。20对单个分子而言，速率在对单个分子而言，速率在 v p 附近的几率最大。附近的几率最大。9热力学基础热力学基础基本概念、基本规律：基本概念、基本规律：1、准静态过程准静态过程,热量，热容量，定容、定压摩尔热容热量，热容量，定容、定压摩尔热容比热容比：比热容比：3、理想气体等值过程理想气体等值过程的的 Q、W、E，见下页表格。，见下页表格。2、热力学第一定律：、热力学第一定律：4、热机效率：、热机效率：热机：热机：致冷：致冷：卡诺热机：卡诺热机：卡诺致冷：卡诺致冷：热一律的适用范围：只要始、末状态是平衡态热一律的适用范围：只要始、末状态是平衡态,任何热力学系统的任何热力学过程。任何热力学系统的任何热力学过程。10过程过程 特征特征 过程方程过程方程 Q W E等容等容等压等压等温等温绝热绝热V 常量常量 P 常量常量T 常量常量（P/T）=常量常量（V/T）=常量常量P V =常量常量常量常量常量常量常量常量=g g-g g-g gg gTPTVPV1111热力学第二定律：热力学第二定律：*不可逆过程，可逆过程不可逆过程，可逆过程*热力学第二定律的微观意义热力学第二定律的微观意义 （统计意义，揭示熵增加原理实质）（统计意义，揭示熵增加原理实质）在孤立系统中发生的一切与热现象有关的宏观过程是从在孤立系统中发生的一切与热现象有关的宏观过程是从 热力学几率较小的宏观状态向几率较大的宏观状态进行热力学几率较小的宏观状态向几率较大的宏观状态进行 分子运动比较有序的状态向分子运动无序的状态进行分子运动比较有序的状态向分子运动无序的状态进行 非平衡态向平衡态进行非平衡态向平衡态进行 无摩擦的准静态过程（即无摩擦的准静态过程（即 PV 图上的过程）都是可逆图上的过程）都是可逆的。的。一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，自发过程是不可逆的。自发过程是不可逆的。12不可逆过程不可逆过程可逆过程可逆过程*熵增加原理：熵增加原理：对孤立（绝热系统）对孤立（绝热系统）20熵是系统内大量分子无序运动混乱程度的量度熵是系统内大量分子无序运动混乱程度的量度10熵是状态出现的几率的量度熵是状态出现的几率的量度*熵的微观意义熵的微观意义：（：（实质）实质）