当前位置首页 > 教育资讯

高二上学期电磁学知识点总结:静电场、静电现象及静电平衡

更新时间:2024-07-11 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题NLF物理好资源网(原物理ok网)

我高二第一学期学习的主要科目是电磁学,从《静电场》这门课开始,物理概念变得非常难懂,因为日常生活中很多设备和仪器都是看不见、摸不着的,所以非常抽象,很难理解和记住。在这里想和同学们分享一下。NLF物理好资源网(原物理ok网)

基本NLF物理好资源网(原物理ok网)

1、静电感应:当不带电的导体放在电场中时,导体两端会感应出等量的正、负电荷。NLF物理好资源网(原物理ok网)

2、静电:静电一般是由摩擦产生的,当两个物体相互摩擦时,带上正负电荷,相互之间产生电位差,当电荷积累到一定值时,带电体就会放电。NLF物理好资源网(原物理ok网)

3. 静电平衡导体NLF物理好资源网(原物理ok网)

(1)对于处于静电平衡状态的导体,其内部场强度处处为零。NLF物理好资源网(原物理ok网)

(2)对于处于静电平衡状态的导体,其表面附近任一点的场强方向,都垂直于该点的表面。NLF物理好资源网(原物理ok网)

(3)处于静电平衡的导体为等势体,其表面为等势面。NLF物理好资源网(原物理ok网)

⑷ 当达到静电平衡时,导体内部不带电荷,电荷只分布在导体外表面上。导体表面上,越是尖锐的位置,电荷密度越大,凹陷处几乎没有电荷。NLF物理好资源网(原物理ok网)

4. 尖端放电NLF物理好资源网(原物理ok网)

导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,能使周围的气体分子发生电离。与尖端电荷带相反电荷的离子在电场作用下冲向尖端,中和了尖端电荷,相当于使导体尖端失去电荷。这种现象叫尖端放电。例如高压线周围的“光环”就是尖端放电现象。避雷针做成蒲公英形状。高压设备应尽量做成光滑的。NLF物理好资源网(原物理ok网)

5.静电屏蔽NLF物理好资源网(原物理ok网)

空心导体或金属网在电场中处处合成场强为零,可以屏蔽外界电场,使内部不受外界电场的影响,这就是静电屏蔽。例如电器仪器的外壳往往是金属的,三根高压线上面还有两根导线与地相连,这些都是静电屏蔽在生活中的应用。NLF物理好资源网(原物理ok网)

6. 电容器NLF物理好资源网(原物理ok网)

(1)任何两个互相绝缘但又距离很近的导体都可以形成电容器。NLF物理好资源网(原物理ok网)

(2)把电容器的两个极板分别接在蓄电池的两个极板上,两个极板上就会带上相等但不同的电荷。这个过程叫做电容器的充电。任何一个极板所带电荷的绝对值叫做电容器的电荷量;用导线把电容器的两个极板接在一起,两个极板上的电荷就会中和,电容器就不再带电了。这个过程叫做放电。NLF物理好资源网(原物理ok网)

7. 电容器NLF物理好资源网(原物理ok网)

(1)电容器所带电荷Q与两极板间电位差U之比称为电容器的电容量,用符号C表示。NLF物理好资源网(原物理ok网)

(二)定义:NLF物理好资源网(原物理ok网)

如果极板上的电荷增加 ΔQ,且极板之间的电压增加 ΔU,则NLF物理好资源网(原物理ok网)

(3)单位:法拉,符号:F。NLF物理好资源网(原物理ok网)

⑷含义:电容是描述电容器储存电荷能力的物理量高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题,其数值等于电容器两极板间电位差每增加1V所增加的电荷量。NLF物理好资源网(原物理ok网)

高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题NLF物理好资源网(原物理ok网)

8.平行板电容器NLF物理好资源网(原物理ok网)

(1)一般来说,组成电容器的两导体的面对面积S越大,距离d越小,则电容器的电容量越大;两导体之间电介质的性质也会影响电容器的电容量。NLF物理好资源网(原物理ok网)

高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题NLF物理好资源网(原物理ok网)

经典示例NLF物理好资源网(原物理ok网)

1.平行板电容器相关量的变化分析NLF物理好资源网(原物理ok网)

高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题NLF物理好资源网(原物理ok网)

【例1】图6-3-1所示电路中,电容器的两个极板始终与电源相连,若将两个极板间的距离加大,电路中会出现的情况是( )NLF物理好资源网(原物理ok网)

A.有电流流动,方向为顺时针从a到bNLF物理好资源网(原物理ok网)

B.有电流流动,方向从b到a逆时针NLF物理好资源网(原物理ok网)

C. 无电流流动NLF物理好资源网(原物理ok网)

D.无法判断NLF物理好资源网(原物理ok网)

[扩展] 一个平行板电容器接在直流电源的两极上,充电后两极板间的电压为U,电荷为Q,两极板间的场强为E,电容为C。如果电容器充电后断开电源,两极板间的距离减小,引起的变化是( )NLF物理好资源网(原物理ok网)

A. Q 变大 B. C 变大NLF物理好资源网(原物理ok网)

C.E保持不变 D.U减少NLF物理好资源网(原物理ok网)

高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题NLF物理好资源网(原物理ok网)

高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题NLF物理好资源网(原物理ok网)

2.平行板电容器中带电粒子的运动与平衡分析NLF物理好资源网(原物理ok网)

【例2】平行板电容器两极板间有均匀电场,有一静止带电液滴,如图6-3-2所示,当发生下列哪种变化时,液滴会向上运动?( )NLF物理好资源网(原物理ok网)

A.将电容器的下板稍微向下移动。NLF物理好资源网(原物理ok网)

B.将电容器的上板稍微向下移动NLF物理好资源网(原物理ok网)

C. 断开 S 并将电容器的下板稍微水平向左移动。NLF物理好资源网(原物理ok网)

D. 断开 S 并将电容器的上板稍微向下移动。NLF物理好资源网(原物理ok网)

高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题NLF物理好资源网(原物理ok网)

【分析】开关不打开,电压就不会变化NLF物理好资源网(原物理ok网)

当液滴向上运动时,向上的电场力要增大,即场强增大,所以d要减小。B正确;NLF物理好资源网(原物理ok网)

如果开关关闭,电荷保持不变。NLF物理好资源网(原物理ok网)

当面对面积S减小时,E变大,液滴向上运动,所以C是正确的。NLF物理好资源网(原物理ok网)

【答案】BCNLF物理好资源网(原物理ok网)

【提示】带电粒子在电场中的运动与平衡是一个力学问题,需要从“力的分析”入手。“力与电”之间以“场”联系在一起,因此,准确“分析场强E的变化”是解决问题的关键。NLF物理好资源网(原物理ok网)

3. 静电平衡导体NLF物理好资源网(原物理ok网)

【例3】如图6-3-4所示,接地金属球A的半径为R高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题,一个点电荷的电荷量为Q,距球心的距离为r。该点电荷在球心O处的电场强度等于( )NLF物理好资源网(原物理ok网)

A. kQ/r²-kQ/R² B. kQ/r²+kQ/R²NLF物理好资源网(原物理ok网)

C、0 D、kQ/r²NLF物理好资源网(原物理ok网)

【解析】由于静电感应,导体A(包括大地)中的自由电荷在电荷Q形成的外电场作用下发生重新分布。静电平衡时,在导体内部,电荷Q形成的外电场E=kQ/r与感应电荷产生的“附加电场E'”同时存在,且在导体内部任一点,外电场的电场强度E等于附加电场的场强E',但方向相反。NLF物理好资源网(原物理ok网)

这两个电场的叠加,导致内部的综合场强处处为零,即=0。NLF物理好资源网(原物理ok网)

【答案】DNLF物理好资源网(原物理ok网)

【小贴士】静电平衡状态下的导体内部场强为0,也就是总场强为0,也就是说,“外界电场”与“感应电荷产生的电场”大小相等,方向相反,在导体内部叠加,互相抵消。NLF物理好资源网(原物理ok网)

【例4】如图6-3-5所示,当带正电的绝缘腔体导体A内部通过导线与验电器的小球B相连时,验电器的指针是否带电?NLF物理好资源网(原物理ok网)

高考物理之电容、带电粒子在电场中运动的例题NLF物理好资源网(原物理ok网)

【错误解释】因为达到静电平衡时,净电荷只分布在空心导体的外表面上,内部不带电荷。因此,当导体A内部通过导线与验电器球相连时,验电器不带电。NLF物理好资源网(原物理ok网)

【错误原因】关键是“导体外表面”的含义不明确,结构变化会引起“外表面”的变化网校头条,这一点一定要分析清楚。NLF物理好资源网(原物理ok网)

【正确答案】腔体导体A内部通过导线与验电器球B连接后,AB与另二者组成一个整体。验电器的金箔成为导体外表面的一部分,改变了原有的导体结构。净电荷需要重新分配,即电荷分布在新的导体外表面上,因此金箔会带电。NLF物理好资源网(原物理ok网)

【洞察】“内表面”和“外表面”是相对的(整体),需要根据具体情况具体分析。比如这道题,达到平衡后,腔体内的小球仍然不带电,但是腔体表面的电荷通过小球转移到了外表面金箔上。NLF物理好资源网(原物理ok网)

发表评论

统计代码放这里