当前位置 > 信息公告

深入解析电荷及电荷守恒定律,探索静电场的奥秘

更新时间:2024-07-22 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

1. 电荷与电荷守恒定律FGS物理好资源网(原物理ok网)

1. 基本电荷、点电荷FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)基本电荷:e=1.6×10-19C。一切带电体的电荷都是基本电荷的整数倍。质子、正电子的电荷与基本电荷相同。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)点电荷:当带电体本身的尺寸、形状对所研究的问题影响不大时,带电体可看作是点电荷。FGS物理好资源网(原物理ok网)

2.静电场FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的特殊物质。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)基本性质:对置于其中的电荷有强烈的影响。FGS物理好资源网(原物理ok网)

3. 电荷守恒定律FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)内容:电荷既不能产生点电荷电势公式,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一个物体的一部分转移到另一个物体。在转移过程中,电荷总量不变。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)充电方式:摩擦充电、接触充电、感应充电。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(3)电荷的本质:物体带电的本质是电子的得与失。FGS物理好资源网(原物理ok网)

2.库仑定律FGS物理好资源网(原物理ok网)

1. 内容:真空中两个静止点电荷间的相互作用力与它们电荷的乘积成正比,与它们距离的平方成反比,力的方向在它们连线上。FGS物理好资源网(原物理ok网)

2.表达:FGS物理好资源网(原物理ok网)

其中,k=9.0×10 9N·m 2 /C2,称为静电力常数。FGS物理好资源网(原物理ok网)

3、适用条件:真空中的点电荷。FGS物理好资源网(原物理ok网)

3.电场强度与点电荷场强度FGS物理好资源网(原物理ok网)

1.定义:电场中某一点电荷所受电力F与其电荷q之比。FGS物理好资源网(原物理ok网)

2.定义:FGS物理好资源网(原物理ok网)

3、点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某一点的电场强度:FGS物理好资源网(原物理ok网)

4.方向:电场中某一点正电荷所受电力的方向,定义为该点电场强度的方向。FGS物理好资源网(原物理ok网)

5.电场强度的叠加:电场中某一点的电场强度是该点各点电荷产生的电场强度的矢量和,且遵循平行四边形规律。FGS物理好资源网(原物理ok网)

4. 电场线FGS物理好资源网(原物理ok网)

1、定义:为了形象地描述电场中各点电场的强度和方向,在电场中画出一些曲线,曲线上各点切线的方向与该点电场强度的方向一致,曲线的疏密表示电场的强弱。FGS物理好资源网(原物理ok网)

2. 特点FGS物理好资源网(原物理ok网)

① 电场线始自正电荷或无穷远处,终止于无穷远处或负电荷。FGS物理好资源网(原物理ok网)

②电场线彼此不相交、不相切,电场不能被认为是电荷在电场中运动的轨迹。FGS物理好资源网(原物理ok网)

③ 在同一幅图中,场强处电场线较密,场强处电场线较稀疏。FGS物理好资源网(原物理ok网)

5. 均匀电场FGS物理好资源网(原物理ok网)

电场中各点电场强度大小相等,方向相等,均匀电场的电场线是等间距的平行线。FGS物理好资源网(原物理ok网)

6.电势能与电势FGS物理好资源网(原物理ok网)

1.电势能FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)电场力做功的特点:FGS物理好资源网(原物理ok网)

电场力所作的功与路径无关,只与起始和终止位置有关。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)电势能FGS物理好资源网(原物理ok网)

①定义:电荷与重力势能一样,在电场中也具有势能,这种势能称为电势能。在确定了零势能点后,电荷在某一点的电势能等于它从该点移动到零势能位置时,静电力所作的功。不同的电荷在同一点的电势能不同:FGS物理好资源网(原物理ok网)

②电场力所作的功与电势能变化量的关系:电场力所作的功等于电势能减少量的功,即FGS物理好资源网(原物理ok网)

点电荷电势公式FGS物理好资源网(原物理ok网)

WAB=EpA-EpB=-ΔEp=FGS物理好资源网(原物理ok网)

2. 电势FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)定义:电场中某点测试电荷的势能Ep与其电荷q之比。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)定义:FGS物理好资源网(原物理ok网)

(3)矢量性:电位是一个标量,可以是正数,也可以是负数,它的正(负)值表示该点电位高于(低于)零电位。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(4)相对性:电位是相对的,同一点的电位会因零电位点的选择而不同。FGS物理好资源网(原物理ok网)

【关键】FGS物理好资源网(原物理ok网)

某点的电位大小与零电位点的选取有关,通常取无穷远处或大地的电位为零。FGS物理好资源网(原物理ok网)

3. 等势面FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)定义:在电场中,由具有相同电势的点构成的面。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(二)四大特点FGS物理好资源网(原物理ok网)

① 等势面必须垂直于电场线。FGS物理好资源网(原物理ok网)

② 在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功。FGS物理好资源网(原物理ok网)

③ 电场线的方向总是从电位高的等势面指向电位低的等势面。FGS物理好资源网(原物理ok网)

④等势面越密集,电场强度越大点电荷电势公式,反之亦然。FGS物理好资源网(原物理ok网)

7. 势差FGS物理好资源网(原物理ok网)

1.定义:电荷在电场中从A点移动到B点时,电场力所作的功与移动电荷量的比值。FGS物理好资源网(原物理ok网)

2.定义:UAB=FGS物理好资源网(原物理ok网)

3、电位差与电势的关系:UAB=φA-φB,UAB=-UBA。FGS物理好资源网(原物理ok网)

8.均匀电场中电位差与电场强度的关系FGS物理好资源网(原物理ok网)

1.电位差与电场强度的关系FGS物理好资源网(原物理ok网)

均匀电场中两点间的电位差等于电场强度与沿电场线方向两点间距离的乘积,即U=Ed,也可以写成FGS物理好资源网(原物理ok网)

2、公式U=Ed的适用范围:均匀电场。FGS物理好资源网(原物理ok网)

9.常见电容器 电容器电压、电荷与电容量的关系FGS物理好资源网(原物理ok网)

1. 常见电容FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)组成:由两根互相绝缘、互相靠近的导体所构成。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)电荷:极板所带电荷的绝对值。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(3)电容器的充电和放电FGS物理好资源网(原物理ok网)

充电:电容器充电的过程。充电后,电容器的两个极板上带有等量的相反电荷,电场能量被存储在电容器中。FGS物理好资源网(原物理ok网)

放电:使带电电容器失去电荷的过程。在放电过程中,电场能量被转换成其他形式的能量。FGS物理好资源网(原物理ok网)

2. 电容器FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)定义:电容器所带电荷Q与电容器两极板间电位差U之比。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)定义:FGS物理好资源网(原物理ok网)

(3)物理含义:表示电容器保持电荷能力的物理量。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(4)单位:法拉(F)1 F = 10 6 μF = 10 12 pFFGS物理好资源网(原物理ok网)

3.平行板电容器FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)影响因素:平行板电容器的电容量与极板面积成正比,与电介质的相对介电常数成正比,与极板间的距离成反比。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)确定公式:k为静电力常数。FGS物理好资源网(原物理ok网)

点电荷电势公式FGS物理好资源网(原物理ok网)

10. 静电平衡导体FGS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,其内部总场强处处为零。FGS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电场方向均垂直于该点的表面。FGS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。FGS物理好资源网(原物理ok网)

4、静电平衡时,导体内部不带电荷,电荷只分布在导体外表面。FGS物理好资源网(原物理ok网)

5、导体表面,越尖的地方,电荷密度越大,凹陷处几乎没有电荷。FGS物理好资源网(原物理ok网)

11. 尖端放电FGS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。FGS物理好资源网(原物理ok网)

12.静电屏蔽FGS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。FGS物理好资源网(原物理ok网)

13. 带电粒子在电场中的运动FGS物理好资源网(原物理ok网)

1. 研究对象分类FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)基本粒子和各种离子:如电子、质子、α粒子等,由于它们的质量很小,受到的引力比电场力小得多贝语网校,可以忽略不计。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)带电粒子或微小颗粒,例如灰尘、液滴、小球等,具有很大的质量,一般情况下其引力不能忽略。FGS物理好资源网(原物理ok网)

2. 带电粒子在电场中的加速直线运动FGS物理好资源网(原物理ok网)

1.若质点做匀速运动,可用动力学方法求解,即先计算加速度FGS物理好资源网(原物理ok网)

然后利用运动学公式计算速度。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)从能量角度分析:外力合力对粒子所作的功,等于带电粒子动能的增量。即:FGS物理好资源网(原物理ok网)

该公式适用于非均匀电场和非线性运动。FGS物理好资源网(原物理ok网)

对于多级加速器,利用两个金属圆柱体之间的电场进行加速。FGS物理好资源网(原物理ok网)

3. 带电粒子在电场中的偏转(垂直于电场注入)FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)运动状态分析:粒子受恒定电场力的作用,在场中作匀加速曲线运动。FGS物理好资源网(原物理ok网)

(2)处理方法:采用准抛物运动的方法进行分析处理(运动分解)。FGS物理好资源网(原物理ok网)

假设粒子带电荷为q,质量为m,如图所示。FGS物理好资源网(原物理ok网)

点电荷电势公式FGS物理好资源网(原物理ok网)

(U偏、U加分别表示加速电场电压、偏转电场电压)FGS物理好资源网(原物理ok网)

当带电粒子从平板中心线射入均匀电场时,其出射时速度方向的反延长线与入射线中点相交,因此横向位移距离也可表示为:FGS物理好资源网(原物理ok网)

14.示波器原理FGS物理好资源网(原物理ok网)

(1)结构:电子枪、偏转电极、荧光屏FGS物理好资源网(原物理ok网)

(二)工作原理FGS物理好资源网(原物理ok网)

如果偏转电极之间不加电压,电子枪发射的电子就会以直线撞击荧光屏的中心,在屏幕上产生亮点。FGS物理好资源网(原物理ok网)

施加在YY'上的是需要显示的信号电压U,屏幕上产生的垂直偏移y'与U成比例。FGS物理好资源网(原物理ok网)

加在XX'上的锯齿波电压称为扫描电压。FGS物理好资源网(原物理ok网)

当扫描电压与信号电压的周期相同时,荧光屏上就会出现稳定的波形。FGS物理好资源网(原物理ok网)

发表评论

统计代码放这里