电场知识点总结
1. 电荷和电荷守恒定律
⑴ 自然界中只有正负两种电荷。电荷在同一周围空间中形成电场。电荷之间的相互作用力通过电场发生。电荷量称为电量。基本收费。
⑵使物体带电又称带电。给物体充电的方式有以下三种:
① 摩擦起电
②接触电气化
③感应起电。
⑶ 电荷既不能被创建,也不能被消灭。它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从身体的一个部位转移到另一个部位。这称为电荷守恒定律。
2.库仑定律
真空中两个点电荷之间的力与其电荷的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。力的方向位于它们的连线上。
数学表达式为,其中比例常数称为静电力常数
库仑定律的适用条件是(a)真空和(b)点电荷。
点电荷是物理学中的理想模型。
当带电体之间的距离远大于带电体的线性度时,可以使用库仑定律,否则不能使用。
3、电场强度
⑴电场最基本的性质之一是施加在其中的电荷上的电场力。电场的这种特性用电场强度来描述。将测试电荷放入电场中。它所受到的电场力与它所携带的电量的比值称为该位置的电场强度。定义公式为:场强是一个矢量,正电荷上电场力的方向指定为该点。该点的场强方向,负电荷所施加的电场力的方向与该点的场强方向相反。场强的大小和方向是由客观存在的电场本身决定的。与是否放入测试电荷、放入测试电荷的正负电量无关。不能认为是正比 应该认为是反比。有必要区分场强的定义和点电荷场强的计算公式。前者适用于任何电场,而后者仅适用于真空(或空气)中点电荷形成的电场。
4、电场线为了直观、形象地描述电场中各点的强度和方向,在电场中绘制了一系列曲线。
曲线上各点的切线方向代表该点的场强方向,
曲线的密度表明电场的弱弱。
电场线的特点:
(a) 以正电荷(或无穷大)开始,以负电荷(或无穷大)结束;
(b) 没有两条电场线相交。
电场线只能描述电场的方向并定性地描述电场的强度,而不能描述带电粒子在电场中的运动轨迹。
带电粒子的轨迹由外力和带电粒子的初速度的组合决定。
5、均匀电场的方向各处都是相同的。
场强处处相等的区域称为均匀电场。
均匀电场中的电场线是等距平行线。
两块相对的平行金属板带上等量的不同电荷后,
除边缘外,两极之间存在均匀电场。
6、电势能 由电场中电荷的相对位置决定的能量称为电势能。
电势能是相对的,通常取无穷大或大地作为电势能和零点。
由于电势能是相对的,其实际应用意义并不大。经常应用的是电势能的变化。
电场力对电荷确实做功,电荷的电势能减慢得较小。电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加。电势能变化的值等于电场力对电荷所做的功的值。这往往是判断电荷的电势能如何变化的依据。 。
7、电势、电势差
⑴电势是描述电场能量性质的物理量。如果将一个测试电荷放置在电场中的某个位置,如果它具有电势能,则其比值称为该位置的电势。电势也是相对的。通常,距电场或大地无限远处的电势为零(对于同一电场,电势能量与电势零点选择一致)。选择零电势点后,我们可以得到正电荷形成的电场中各点的电势为正,负电荷形成的电场中各点的电势为负。
⑵电场中两点之间的电势差称为电势差。根据教材要求,电势差取绝对值。知道了电势差的绝对值,要比较哪一点电势更高,就需要判断电场力对电荷所做的正功还是负功,或者是通过这两点的位置来判断在电场线上。
⑶由等电位的点组成的曲面称为等电位面。等位面的特征:
(a) 等势面上各点电势相等,等势面上移动电荷时,电场力不起作用。
(b) 等势面必须垂直于电场线,并且电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
(c)规定:画等势面(或线)时,相邻两个等势面(或线)之间的电势差相等。这样,等势面(线)较密的地方场强较大,而等势面(线)稀疏的地方场强较小。
⑷电场力对电荷做功的计算公式: ,该公式适用于任何电场。电场力所做的功与路径无关,并且由起始位置和终止位置之间的电势差决定。 ⑸均匀电场中电势差与场强的关系是,式中的距离是沿场强方向的距离。
8.电场中的导体
⑴静电感应:当金属导体置于外部电场中时,导体中的自由电子因电场力的作用而向一个方向移动,使导体的两端面上出现等量的异种电荷。这种现象称为静电感应。
⑵静电平衡:发生静电感应的导体两端感应出等量的异种电荷,形成附加电场。当附加电场完全抵消外电场时,自由电子的定向运动停止,导体处于静电平衡状态。
⑶静电平衡时导体的特性:
高中物理电场和磁场的全部公式:
1、磁感应强度是用来表示磁场强度和方向的物理量。是一个向量,单位是T),1T=1N/Am
2、安培力F=BIL; (注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3、洛伦兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪 {f:洛伦兹力(N),q:带电粒子电荷(C),V:带电粒子速度(m/s)}
4、忽略重力时(不考虑重力),带电粒子进入磁场的运动(掌握两种):
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛伦兹力影响,以匀速直线运动V=V0
(2) 带电粒子沿垂直于磁场的方向进入磁场:做匀速圆周运动,规则如下 a) F 方向 = f = mV2/r = mω2r = mr (2π/T)2 = qVB; r = mV/qB; T=2πm/qB; (b) 运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛伦兹力对带电粒子不做功(任何情况下);
【感应电动势大小计算公式】:
1)E=nΔΦ/Δt(通用公式){法拉第电磁感应定律贝语网校,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量变化率}
2)E=BLV垂直(切割磁力线移动){L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(发电机最大感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定,以ω旋转进行切割){ω:角速度(rad/s)高中物理电场大小如何判断,V:速度(m/s)}
磁通量 Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:均匀磁场的磁感应强度(T),S:面对面积(m2)}
感应电动势的正负极可以通过感应电流的方向来确定{电源内部电流的方向:从负极到正极}
笔记:
1、电压瞬时值e=Emsinωt,电流瞬时值i=Imsinωt; (ω=2πf)
2、电动势峰值 Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中) Im=Em/
3、正弦(co)正弦交流电有效值:E=Em/(2)1/2; U=Um/(2)1/2; I=Im/(2)1/2
4、理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P 输入 = P 输出
5、长距离输电时高中物理电场大小如何判断,采用高压传输电能,可以减少输电线路上电能的损耗′=(P/U)2R;
(P loss′:输电线路上损失的功率,P:传输电能的总功率,U:输电电压,R:输电线路电阻);
6、式1、2、3、4中的物理量及单位:
ω:角频率(rad/s);
t:时间;
n:线圈匝数;
B:磁感应强度(T);
S:线圈面积(m2);
U输出)电压(V);
I:电流强度(A);
P:功率(W)。