物理鲁科版(2019)必修三知识点总结.docx
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1、知识点一:静电场有关概念和规律1. 两种电荷(1)正电荷:规定用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷;(2)负电荷:规定用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷。规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。(知道)2. 元电荷e :所带电荷的最小基元(也是一个电荷),一个元电荷的电荷量为e = 1.60 X10-19 C,是一个 电荷或质子所带的电荷量。【说明】任何带电体所带的电荷量Q都等于元电荷所带电荷量e的整数倍,即Q = ke( k e N *) 元电荷e的数值最早由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的。(选择题)3. 三种起电方式(1)摩擦起电:通过物体间的得失电子(电子转移)来实现起电。
2、(2)接触起电:完全相同的带电金属球相互接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和 后再平均分配。(理解)(3)感应起电:用带电体去靠近金属导体,会在金属导体中感应出电荷来。4. 电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,它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;在转移过程中,电荷的总量保持不变。5. 点电荷:是一种理想化的物理模型(类似于质点),在实际问题中,当带电体的大小和形状对相互 作用力的影响可以忽略不计时,可以把带电体视为点电荷。(理解)6. 库仑定律(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的 距离的二次方成
3、反比,作用力的方向在它们的连线上。电荷间的这种相互作用力叫做静电力,也叫 库仑力。(2) 表达式:|f = k华2| (熟记)比例系数k叫做静电力常量,其值为k = 9-0x109N C2r 2(3)适用范围:真空中、点电荷。【注】两个点电荷之间的作用力是相互的,遵循牛顿第三定律; 运用库仑定律公式计算时,电荷量用绝对值代入,力的方向用“同种电荷互相排斥,异种电 荷互相吸引”的规律判断。两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种 电荷的总量平分;【拓展】三个自由点电荷的平衡问题:二一士一 三点共线,两同夹异,两大夹小; 近小远大,即中间的电荷靠近另外两
4、个电荷中电量较小的那个;7. 电场(1)定义:存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质,电荷间的作用总是通过电 场来进行的。(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用;能使放入其中的导体产生静电感应现象。(理 解)8. 电场强度(1)定义:放入电场中的某一点电荷受到的电场力F跟它的电量g的比值叫做该点的电场强度, 表示该点处的电场的强弱。(2)表达式:E = F| (定义式,普遍适用,E和q无关)(熟记)【拓展】求电场强度的其他方法:e = kQ (导出式,适用真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷,E和Q有关) r 2e = U (导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场方向上
5、的距离一一有效距离) d 电场强度是矢量,可以利用矢量叠加原理求解。即当存在几个场源时,某处的合场强等于各个场源单独存在时在此时此时场强的矢量和(如图所示)。(掌握) 利用对称性求解。(4)方向:与该点正电荷的受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;9. 电场线:在电场中为了形象地描述电场而人为假想出来的曲线(描述E的强弱和方向)。 电场线从正电荷或无限远出发,终止于负电荷或无限远;(不闭合) 电场线在电场中不相交,这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向;【说明】法拉第首先提出用电场线的概念形象生动地描绘电场; 切线的方向既表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向; 静电场电场线有始
6、有终,始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷; 疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小。电场线越密,则电场越强,E越大; 没有画出电场线的地方不一定没有电场;(注意) 沿着电场线方向,电势越来越低,但E不一定减小;沿电场方向电势降落最快。(理解) 电场线垂直等势面,且由高等势面指向低等势面; 静电场的电场线不相交,不终断,也不构成闭合曲线,但变化的电场的电场线是闭合的;(理解) 电场线不是电荷运动的轨迹,也不能确定电荷的速度方向。(注意)除非三个条件同时满足:a.电场线为直线;b. v = 0或v方向与电场方向平行;m电场线就是电荷的运动轨迹00c. 仅受电场力的作用。(3)常见几种典
7、型电场的电场线特点:(掌握)J孤立点电荷周围的电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场点电荷与带电平板第2页孤立点电荷电场线分布示意图及场强电势特点孤 立 的 正 点 电 荷*电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。2I场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等 距的各点组成的球面上场强大小相等,方向 不同。电势离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等 距的各点组成的球面是等势面,每点的电势 为正。等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球 面,离场源电荷越近,等势面越密。孤 立 的 负 (点 电 荷海 itX/电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等
8、距的各点组成的球面上场强大小相等,方向 不同。电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等 距的各点组成的球面是等势面,每点的电势 为负。等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球 面,离场源电荷越近,等势面越密。第3页两个点电荷电场线分布示意图及场强电势特点等量同种负点电荷中 垂 线 上电场线 大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷 电势 每点电势为负值。场 以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向 强 相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。 电由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。势以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向 场
9、A ,,伞,十相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减 强小至零,必有一个位置场强最大。电中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。势 电场线 大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远第4页等量同种正点电荷中 垂 线 上场强电势每点电势为正值。以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向 相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。 由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向 相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大 再减小至零,必有一个位置场强最大。中点电势最高,由中点
10、至无穷远处逐渐降低至零。电场线 大部分是曲线,起于正电荷,终止于负电荷。等量异种点电荷电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电荷的一边每一点电 势为负。以中点最小不等于零;关于中点对称的任意两点场强大小相等, 方向相同,都是由正电荷指向负电荷;由连线的一端到另一端, 先减小再增大。电由正电荷到负电荷逐渐降低,中点电势为零。势中 垂 线 上以中点最大;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相同 都是与中垂线垂直,由正电荷指向负电荷;由中点至无穷远处,逐 渐减小。电中垂面是一个等势面,电势为零l.E-r任x图像的特点Ex 图像 反映了电场强度随位移变化的规律: 0表示电场方向沿x轴正方向:
11、EV)表示电场方向沿x轴负方向: 图线与r轴围成的“面积”表示电势差-面积大小表示电势差大小.两点的电势高低根据电 场方向判定(pjc 图像 电场强度的大小等于g图线的斜率大小.电场强度为零处.咛图线存在极值具切线的斜 率为零; S M图像中可以直接判断各点电势的大小.并可根据电势大小关系确定电场强度的方向: 在N图像中分析电荷移动时电势能的变化可用吧广久公进而分析吧B的正员一然后做 出判断第9页2几种常见电场的电场强度与电势分布规律题 等E-X两电荷连壮连线中垂线上连线中垂线上10. 真空中点电荷产生的电场:|e = kQ| (熟记),”r2 I11. 匀强电场的场强:E =坪(熟记) 注意
12、:此公式只适用于匀强电场!UAB.AB两点间的电压(V)d:AB两点沿着电场方向的距离(m)12. 电场力:3E (熟记)注意:此公式适用于任何电场!F:电场力(N)织受到电场力的电荷的电量(。E:电场强度(海)13.电势与电势差的关系:U =9-9,u = abI (熟记)(带入正、负号计算)AB tA * BAB q14,电场力做功:=qU= qEd =-AE (熟记)AB 气 AB 气p(电场力做功与路径无关)E:匀强电场强度d:两点沿场强方向的距离(m)15,电势能:E = q9 (熟记)(带入正、负号计算)PA A16. 电势能的减少量任EPW三打带电体在电场中从A位置到B位置时电势
13、能的减少量17. 电场力做功与电势能变化的关系:|wab= aE*=qUAB (.电场力所做的功等于电势能的减少量)电子优(eV)是能量的单位,1eV=1.60x10-19j;18. 电容:卜% (定义式,计算式)(熟记)C:电容(F)Q:电量(。U:电压(两极板的电势差)(V)19. 平行板电容器的电容:|c = S (决定式)(熟记)4兀kdS:两极板正对面积d:两极板间的垂直距离 e :介电常数电容单位换算: 1F = 106 呻=1012 PF在电容器充电时,电路电流瞬间达到最大值,然后逐渐减小至0;两板间电压逐渐增大后保持不 变;两板间电荷量逐渐增加后保持不变。在电容器放电时,电路电
14、流瞬间达到最大值,然后逐渐减小至0;两板间电压逐渐减小至0;两板 间电荷量逐渐减小至0。20. 带电粒子在电场中的加速(v0 = 0): qU = 2 mv2 (熟记)21. 带电粒子沿垂直电场方向以速度V0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用):类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中:垂直电场方向:匀速直线运动三匝平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d = 1 at2, = F =,=岌(熟记)2m m md22、静电平衡的特点1. 导体内没有电荷的定向移动2. 处于静电平衡状态下的导体,内部的合场强处处为零。3. 导体表面处场强方向必跟该点的表面垂直。4. 处于静电平衡导体是个等势体
15、,表面是个等势面.静电平衡时导体上的电荷分布特点:(1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面。(2)在导体表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电 荷。知识点二:带电粒子在匀强电场中做类平抛运动一、模型原题(理解+掌握)一质量为初,带电量为q的正粒子从两极板的中部以速度v0水平射入电压为U的竖直向下的 匀强电场中,如图所示,已知极板长度为乙,极板间距离为d .1. 初始条件:带电粒子有水平初速度v02. 受力特点:带电粒子受到竖直向下的恒定的电场力f =破d3. 运动特点:水平方向为匀速直线运动,竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动。4. 运动时间:若
16、带电粒子与极板不碰撞,则运动时间为r = L ;若带电粒子与极板碰撞,则运动时v0Uq间可以从竖直方向求得d = 1冬2,2 2 md1、粒子受到竖直向卜的电场力。17F=qE = q-2、运劫规律分析:粒子作类平抛运动。x方向:匀速I线运动Y方向:加速度为的匀加速I线运动。=也3、x方向 % = * 1 =W4、y方网厂林5、肉开电场时的偏转佑度的H:切:tana=上=籍1、不同的带电粒子,只要比荷相网,以相同的初速度进入同一偏转电场,偏移的距离y和偏转角a都相同。2、以相同的初动能进入同一偏转电场的带电粒子,只要 电荷量q相同,偏移的距离y和偏转角a都相同。v iqu i?vv qUL】=
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