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1、 第一章第一章 静电场知识网络静电场知识网络 电场的力的性质电场的力的性质场强场强 E EF/q F/q 矢量矢量 电场线电场线匀强电场匀强电场 E EU/dU/d真空中点电荷的电场真空中点电荷的电场 E EkQ/rkQ/r2 2 电场力电场力F FEqEq（任何电场）（任何电场）F Fk k （真空中点电荷）（真空中点电荷）电荷电荷电荷守恒定律电荷守恒定律电场电场电场的能的性质电场的能的性质电势电势 W WAOAO/q/q 标量等势面标量等势面电势差电势差U UABABA A-B BW WABAB/q/q 电势能电势能E EpApA=W=WAA电电场场力力的的功功W WABABqUqUABA

2、BEpEpA AEpEpB BABAB（电势能的减少量）（电势能的减少量）带电粒子在电场中带电粒子在电场中平衡平衡直线加速直线加速偏转偏转静电感应静电感应 静电平衡静电平衡 静电屏蔽静电屏蔽 电容器电容电容器电容C=Q/UC=Q/U数值上等于单位正电荷数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点时由该点移动到参考点时电场力所做的功电场力所做的功某点的电势能大小等于将电某点的电势能大小等于将电荷从该点移到无穷远处电场荷从该点移到无穷远处电场力所做的功力所做的功1物质的电结构：物质的电结构：构成物质的原子本身包括：构成物质的原子本身包括：的质子和的质子和 的中子构成的中子构成 ，核外有带，核外有带 的电

3、子，整个原子的电子，整个原子对对 表现为表现为 .2元电荷：元电荷：最小的电荷量，其值为最小的电荷量，其值为e .其他带电体的电荷量皆为元电荷的其他带电体的电荷量皆为元电荷的 .3电荷守恒定律电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移转移到到另一个物体，或者从物体的一部分另一个物体，或者从物体的一部分 到另一部分；在转移的过程到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量中，电荷的总量 .(2)起电方式：起电方式：、感应起电、感应起电(3)带电实质：物体带电的实质是带电实质：物体带电的实质是 .带正电带正电不带电不带电原子

4、核原子核负电负电外较远位置外较远位置电中性电中性1.601019C整数倍整数倍转移转移保持不变保持不变摩擦起电摩擦起电接触起电接触起电得失电子得失电子第一节第一节 电场力的性质的描述电场力的性质的描述形状和大小形状和大小 点电荷点电荷 电荷量的乘积电荷量的乘积 它们的连线上它们的连线上9.0109 真空真空 点电荷点电荷三个点电荷的静电平衡：三个点电荷的静电平衡：两大夹一小，两同夹一异两大夹一小，两同夹一异电荷电荷 电荷电荷 N/C V/m 正电荷正电荷 所受电场力所受电场力 正电荷正电荷 负电荷负电荷越密越密 场强方向场强方向1叠加原理：叠加原理：多个点电荷在电场中某点的电场强度为各个点电多

5、个点电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加电场强度的叠加遵守加电场强度的叠加遵守平行四边形定则平行四边形定则2场强的三个表达式的比较场强的三个表达式的比较1.电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系根据电场线的定义，一般情况下，带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合：(1)电场线为直线；(2)电荷初速度为零或速度方向与电场线平行；(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行2电场线的作用(1)表示场强的方向电场线上每一点的切

6、线方向和该点的场强方向一致(2)比较场强的大小电场线的疏密程度反映了场强的大小即电场的强弱同一幅图中，电场线越密的地方场强越强，电场线越疏的地方场强越弱(3)判断电势的高低在静电场中，顺着电场线的方向电势越来越低3等量点电荷的电场线比较等量点电荷的电场线比较1电场力做功电场力做功(1)特点：电场力做功和路径无关，只与特点：电场力做功和路径无关，只与 有关有关(2)计算方法计算方法WqEd，只适用于，只适用于 ，其中，其中d为沿为沿 方向的位移方向的位移WAB ，适用于任何形式的电场，适用于任何形式的电场初、末位置初、末位置匀强电场匀强电场电场线电场线qUAB第二节第二节 电场能的性质的描述电场

7、能的性质的描述零电势能零电势能电势能的减少量电势能的减少量EpAEpB2电势能电势能(1)相对性：电荷在某点具有的电势能，等于电场力把它从该点移动相对性：电荷在某点具有的电势能，等于电场力把它从该点移动到到 位置时所做的功，即电势能是相对的通常把电荷在离位置时所做的功，即电势能是相对的通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零能规定为零(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于静电力做的功等于 ，即，即WAB .1电势电势(1)定义式：定义式：.(2)矢标性

8、：电势是矢标性：电势是标标量，其大小有正负之分，其正量，其大小有正负之分，其正(负负)表示该点表示该点电势比电势比 高高(或低或低)(3)相对性：电势具有相对性：电势具有 ，同一点的电势因，同一点的电势因 的选取的的选取的不同而不同不同而不同2等势面的特点等势面的特点(1)等势面一定与电场线等势面一定与电场线 ，即跟场强的方向，即跟场强的方向 .(2)在在 上移动电荷时电场力不做功上移动电荷时电场力不做功(3)电场线总是从电场线总是从 的等势面指向的等势面指向 的等势面的等势面(4)等差等势面越密的地方电场强度等差等势面越密的地方电场强度 ，反之，反之 .电势零点电势零点电势零点电势零点垂直垂

9、直相对性相对性垂直垂直等势面等势面电势高电势高电势低电势低越大越大越小越小AB电场本身的性质电场本身的性质 无关无关1电场力做功的计算方法电场力做功的计算方法(1)由公式由公式WFlcos计算，此公式只适用于匀强电场可变形计算，此公式只适用于匀强电场可变形为为WqU，式中，式中U为电荷初、末位置在电场方向上的为电荷初、末位置在电场方向上的电势差电势差(2)由公式由公式WqU计算时有两种方法：计算时有两种方法：三个量都取绝对值，先计算出功的数值，然后再根据电场力三个量都取绝对值，先计算出功的数值，然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确定是电场力做功，还是克的方向与电荷移动位移方向间的

10、夹角确定是电场力做功，还是克服电场力做功服电场力做功代入符号代入符号，将公式写成，将公式写成WABqUAB，特别是在比较，特别是在比较A、B两两点电势高低时更为方便：先计算点电势高低时更为方便：先计算UABWAB/q，若，若UAB0，即，即AB0，则，则AB；若；若UAB0，即，即AB0，则，则AB.(3)由动能定理计算：由动能定理计算：W电场力电场力W其他力其他力Ek.(4)由电势能变化计算：由电势能变化计算：WEp.2电场中的功能关系电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、

11、动能之和保持不若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；变；(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化(4)所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化第三节第三节 电容器与电容电容器与电容 带电粒子在电带电粒子在电场中的运动场中的运动1电容器电容器(1)带电量：一个极板所带电荷量的带电量：一个极板所带电荷量的 .(2)电容器的充、放电电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的 ，电容器中储存，电

12、容器中储存 .放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中 转转化为其他形式的能化为其他形式的能绝对值绝对值异种电荷异种电荷电场能电场能电场能电场能2电容电容(1)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量(2)定义式：定义式：C .(3)单位：法拉单位：法拉(F)，1 F F pF.例例“100 F,25V”3平行板电容器平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与影响因素：平行板电容器的电容与正对面积正对面积成正比，与介质的成正比，与介质的 成正比，与成正比，与 成反比成反比(2)决定式：决定式：C ，k

13、为静电力常量为静电力常量1061012介电常数介电常数两板间的距离两板间的距离加加(减减)速直线运动速直线运动带电粒子动能带电粒子动能的增量的增量qU 2带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转(1)运动状态分析：带电粒子以速度运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向电场时，受到恒定的与初速度方向 的电场力作用而做的电场力作用而做 运动运动(2)处理方法：类似于平抛运动的处理，应用运动的合成与分解的处理方法：类似于平抛运动的处理，应用运动的合成与分解的方法方法沿初速度方向做沿初速度方向做 运动，运动时间运动，运动

14、时间tl/v0.沿电场力方向做沿电场力方向做 运动运动垂直垂直匀变速曲线匀变速曲线匀速直线匀速直线匀加速直线匀加速直线1示波管装置示波管装置示波管由示波管由 、和和 组成，管内抽成真空组成，管内抽成真空如图如图632所示所示 电子枪电子枪偏转电极偏转电极荧光屏荧光屏2工作原理工作原理(1)如果在偏转电极如果在偏转电极XX和和YY之间都没有加电压，则电子枪射出之间都没有加电压，则电子枪射出的电子束沿直线传播，打在荧光屏的电子束沿直线传播，打在荧光屏 ，在那里产生一个亮斑，在那里产生一个亮斑(2)YY上加的是待显示的上加的是待显示的 .XX上是机器自身产生的上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电

15、压若所加扫描电压和信号电压的周期锯齿形电压，叫做扫描电压若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象的稳定图象中心中心信号电压信号电压1.粒子重力问题粒子重力问题(1)基本粒子：如电子、质子、基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有说明或有明确的粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量但并不忽略质量)(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力暗示以外，一般都不能忽略重力2带电粒子在电场中的偏转问题分析带电粒子在电场中的偏转问题分析(1)粒子的偏转角问题粒子的偏转角问题【应用提示】【应用提示】(1)偏转角是指入射速度与出射速度间的夹角，而偏转角是指入射速度与出射速度间的夹角，而不是位移与入射速度间的夹角不是位移与入射速度间的夹角(2)偏转位移相同的粒子偏转位移相同的粒子(在同一偏转电场中在同一偏转电场中)，偏转角也相同，偏转角也相同