1、靜靜電電場場庫侖定律庫侖定律電場的電場的兩大性兩大性質質電電容容帶電粒子帶電粒子在電場中在電場中的運動的運動力的力的性質性質能的能的性質性質基本性質：基本性質：電場對放入其中的電荷有力的作用電場對放入其中的電荷有力的作用電場強度：電場強度： 定義、方向、單位、疊加定義、方向、單位、疊加電場線：電場線： 意義、特點意義、特點基本性質：基本性質：電場力做功只與電荷始末位電場力做功只與電荷始末位置有關，與路徑無關。置有關，與路徑無關。電勢、電勢能、電勢差、電場力做功電勢、電勢能、電勢差、電場力做功等勢面等勢面加速加速偏轉偏轉定義式定義式平行板電容器平行板電容器內容、表達式、適用條件內容、表達式、適用

2、條件兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷考點一：電荷考點一：電荷 庫侖定律庫侖定律1 1、兩種電荷、兩種電荷毛皮摩擦橡膠棒毛皮摩擦橡膠棒絲綢摩擦玻璃棒絲綢摩擦玻璃棒橡膠棒橡膠棒負電負電2 2、元電荷元電荷e=1.6e=1.610101919C C帶電體所帶電荷量為帶電體所帶電荷量為e e或或e e的的整數整數倍倍3 3、起電、起電 摩擦起電摩擦起電 感應起電感應起電 接觸起電接觸起電( (電荷中和電荷中和) )電子的轉移電子的轉移4 4、電荷守恒定律、電荷守恒定律最早由密立根用實驗測得最早由密立根用實驗測得比荷比荷帶電體所帶電荷量與其質量之比帶電體所帶電荷量與其質量之比

3、 q/m電荷既不能創造，也不能消滅，只能電荷既不能創造，也不能消滅，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分。從物體的一部分轉移到另一部分。一、電荷一、電荷玻璃棒玻璃棒正電正電二、庫侖定律二、庫侖定律1 1、內容、內容真空中兩個點電荷之間相互作用的電力，跟它真空中兩個點電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。221rQQKF 2 2、表達式、表達式3 3、條件：、條件： 真空中真空中 點電荷點

4、電荷理想模型理想模型：當帶電體相互間距離：當帶電體相互間距離遠大于其本身大小時帶電體可看遠大于其本身大小時帶電體可看做點電荷做點電荷4 4、說明、說明靜電力常量靜電力常量k=9k=910109 9N Nm m2 2/C/C2 2. 計算時計算時Q Q1 1、Q Q2 2的正負號不用代入，庫侖力的的正負號不用代入，庫侖力的方向可由兩電荷的電性判斷方向可由兩電荷的電性判斷空氣中近似適用空氣中近似適用AA產生的電場產生的電場BB受到的力是受到的力是A產生的產生的電場對電場對B的作用力的作用力BFFB產生的電場產生的電場A受到的力是受到的力是B產生的產生的電場對電場對A的作用力的作用力A考點二：電場強

5、度考點二：電場強度一、電場：一、電場：是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質電場的基本性質：電場的基本性質： 對放入其中的電荷有力的作用對放入其中的電荷有力的作用電荷在電場中具有電勢能電荷在電場中具有電勢能電荷間的相互作用是通過電場來實現的電荷間的相互作用是通過電場來實現的二、電場強度二、電場強度（描述電場的力的性質的物理量）（描述電場的力的性質的物理量） 1 1、 定義：定義： 放入電場中某點的電荷所受的電場力放入電場中某點的電荷所受的電場力F F跟它的電荷量跟它的電荷量q的的比值比值，叫做該點的，叫做該點的電場強度電場強度，簡稱，簡稱場強場強。 表達式：表達式：q

6、FE （定義式）（定義式）矢量：方向為正電荷在電場中受到的電場力方向矢量：方向為正電荷在電場中受到的電場力方向表達式中表達式中q q為試探電荷可正可負為試探電荷可正可負注意：注意：E 與與F、 q無關無關 ，取決于電場本身，取決于電場本身4.4.電場的疊加：電場的疊加： 如果有幾個點電荷同時存在，它們的電場就如果有幾個點電荷同時存在，它們的電場就互相疊加，形成合電場這時某點的場強等于互相疊加，形成合電場這時某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產生的場強的矢量各個電荷單獨存在時在該點產生的場強的矢量和這叫做電場的疊加原理和這叫做電場的疊加原理3.3.勻強電場的場強：勻強電場的場強： dUE 電

7、場中兩點電場中兩點沿電場線方沿電場線方向或兩等勢向或兩等勢面間距面間距2 2點電荷電場的場強：點電荷電場的場強：2rkQE 場源電荷場源電荷適用范圍適用范圍電荷的意義電荷的意義FEq2QEkr定義式，適用于定義式，適用于一切電場一切電場僅對僅對點電荷的點電荷的電場電場適用適用q是檢驗電荷，是檢驗電荷，E與與q無關無關Q是場源電荷，是場源電荷，E與與Q成正比成正比FEq2QEkr：dUE dUE 僅對僅對勻強電場勻強電場適用適用d為沿電場線為沿電場線方向的距離方向的距離考點三：考點三：電勢差電勢差 電勢電勢 電場能電場能（一）、電勢（一）、電勢 （描述電場的能的性質的物理量）（描述電場的能的性質

8、的物理量）1 1定義定義 ： 電荷在電場中某點的電勢能與它的電荷電荷在電場中某點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的量的比值，叫做這一點的電勢電勢 2 2、表達式：、表達式： 單位：伏特（單位：伏特（V V） 3 3、意義：、意義： 電場中某一點的電勢在數值等電場中某一點的電勢在數值等于單位電荷在那一點所具有的于單位電荷在那一點所具有的電勢能電勢能 PEqPEq4 4、相對性：、相對性： 電勢是電勢是相對相對的，只有選擇零電勢的位的，只有選擇零電勢的位置才能確定電勢的值，通常取置才能確定電勢的值，通常取無限遠無限遠或地球或地球的電勢為零的電勢為零 5 5、標量：、標量： 只有大小，沒有方向

9、，但有正、負之分，只有大小，沒有方向，但有正、負之分，這里正負只表示比零電勢高還是低這里正負只表示比零電勢高還是低 6 6、高低判斷：、高低判斷：沿著電場線方向電勢越來越低沿著電場線方向電勢越來越低7 7、電勢與引入電場的試探電荷無關，它由電場、電勢與引入電場的試探電荷無關，它由電場本身決定本身決定 （二）、電勢能（二）、電勢能 1 1定義：定義： 因電場對電荷有作用力而具有的由電荷相對位置因電場對電荷有作用力而具有的由電荷相對位置決定的能量決定的能量 2 2電勢能具有相對性電勢能具有相對性 通常取通常取無窮遠處無窮遠處或或大地大地為電勢能的零點為電勢能的零點 電勢能有正負，其正負表示電荷在該

10、點具有的電勢能電勢能有正負，其正負表示電荷在該點具有的電勢能比零電勢能大或小，即其比零電勢能大或小，即其正負表示大小正負表示大小3 3電場力做功是電勢能變化的量度電場力做功是電勢能變化的量度 電場力對電荷做電場力對電荷做正功正功，電荷的電勢能，電荷的電勢能減少減少 電場力對電荷做電場力對電荷做負功負功，電荷的電勢能，電荷的電勢能增加增加 寫成表達式：若將電荷寫成表達式：若將電荷q q從從A A點移至點移至B B點，電場力做功點，電場力做功為：為：ABPAPBABABWEEqqqU（三）、電勢差（三）、電勢差 1 1定義：定義： 電荷電荷q q在電場中由一點在電場中由一點A A移動到另一點移動到

11、另一點B B時，時，電場力所做的功電場力所做的功W WABAB與電荷量的與電荷量的q q的比值的比值 qWUABAB2 2、表達式、表達式3 3、BAABBAABUU)(4 4、電勢差由電場的性質決定，與零電勢點選擇無、電勢差由電場的性質決定，與零電勢點選擇無關關 5 5、電勢差可用靜電計檢測。靜電計指針偏角越大，、電勢差可用靜電計檢測。靜電計指針偏角越大，則電勢差越大。則電勢差越大。6 6、電場力做功、電場力做功 ABABqUW 該式適用于一切電場該式適用于一切電場 電場力做功與路徑無關電場力做功與路徑無關 計算時可將計算時可將q q、UAB的正負代入以判斷電場力做功的正負的正負代入以判斷電

12、場力做功的正負 7 7、電勢差與電場強度關系、電勢差與電場強度關系 （1)1)場強方向是電勢降低最快的方向場強方向是電勢降低最快的方向 (2)(2)勻強電場中勻強電場中 沿場強方向沿場強方向上的兩點間的電勢差等于場強和這上的兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積兩點間距離的乘積 U=Ed （3）.場強的另一個單位場強的另一個單位V/m這個單位這個單位與前面講過的場強的單位與前面講過的場強的單位N/C是相等的是相等的特點：特點：a a、離點電荷越近，電場線越密，場強、離點電荷越近，電場線越密，場強越大越大b b、以點電荷為球心作個球面，電場線、以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，在

13、此球面上場強處處與球面垂直，在此球面上場強大小大小處處相等，但方向不同。處處相等，但方向不同。 幾種常見電場中電場線的分布及特點幾種常見電場中電場線的分布及特點 1 1、正、負點電荷的電場中電場線的分布、正、負點電荷的電場中電場線的分布特點：特點：a a、沿兩點電荷之間的連、沿兩點電荷之間的連線，場強先變小后變大線，場強先變小后變大b b、兩點電荷連線中、兩點電荷連線中垂面（中垂線）上，場強方向均相同，且總垂面（中垂線）上，場強方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直與中垂面（中垂線）垂直2 2、等量異種點電荷形成的電場中的電、等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布場線分布3 3、等量同種點電荷

14、形成的電場中電場線分、等量同種點電荷形成的電場中電場線分布情況布情況特點：特點：a a、兩點電荷連線中、兩點電荷連線中點點O O處場強為處場強為0 0b b、兩點電荷連線中點附近的電場線非常、兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏，但場強并不為稀疏，但場強并不為0 0c c、兩點電荷連線的中點到無限遠電場線、兩點電荷連線的中點到無限遠電場線先變密后變疏先變密后變疏（4 4）、等勢面的特點）、等勢面的特點 同一等勢面上的任意兩點間移動電荷電同一等勢面上的任意兩點間移動電荷電場力不做功場力不做功 等勢面一定跟電場線垂直等勢面一定跟電場線垂直 電場線總是從電勢較高的等勢面指向電電場線總是從電勢較高的等

15、勢面指向電勢較低的等勢面勢較低的等勢面 等勢面密的地方電場強等勢面密的地方電場強如何比較電場中任兩點的場強大小和如何比較電場中任兩點的場強大小和方向呢？方向呢？1、判斷電場強度大小的幾種方法、判斷電場強度大小的幾種方法：方法一方法一: 由定義式由定義式E=Fq決定；決定；方法二方法二: 在點電荷電場中，在點電荷電場中，E=kQr2；方法三方法三: 電場線密（疏）處場強大（小）電場線密（疏）處場強大（小）;方法四方法四: 等勢面越密場強越大；等勢面越密場強越大；方法五：在勻強電場中，場強處處相等；方法五：在勻強電場中，場強處處相等； 。如何比較電場中任兩點電勢的高低呢？如何比較電場中任兩點電勢的

16、高低呢？方法一方法一: 根據電場線方向判斷，沿著電場線根據電場線方向判斷，沿著電場線方向，電勢越來越低；方向，電勢越來越低；方法二方法二:根據電勢差判斷，若根據電勢差判斷，若UAB0，則，則AB方法方法: 根據電場力做功的正負判斷，若電場力根據電場力做功的正負判斷，若電場力對移動電荷做正功，則電勢能減少；對移動電荷做正功，則電勢能減少；若電場力對移動電荷做負功，則電勢能若電場力對移動電荷做負功，則電勢能增加；增加；如何比較電荷電勢能的大小呢？如何比較電荷電勢能的大小呢？考點五考點五 電容器、電容電容器、電容1 1、電容器、電容器構成：兩個導體夾一個絕緣體構成：兩個導體夾一個絕緣體導體導體極板極

17、板絕緣體絕緣體電介質電介質充、放電充、放電充電充電使電容器帶上電荷的過程使電容器帶上電荷的過程放電放電使電容器失去電荷的過程使電容器失去電荷的過程兩板間的電場中貯存有兩板間的電場中貯存有電場能電場能電場能電場能轉化為其它形式的能轉化為其它形式的能聚笨乙烯電容器聚笨乙烯電容器符號符號電電解解電電容容器器符號符號符號符號可變電容器可變電容器固定電容器固定電容器常用電容器常用電容器2 2、電容（、電容（C C）、定義：、定義： 電容器所帶電荷量電容器所帶電荷量Q Q與電容器兩板間與電容器兩板間的電勢差的電勢差U U的的比值比值、表達式：、表達式：UQC 電容器一極板所帶電容器一極板所帶電量的絕對值電

18、量的絕對值意義：表征電容器容納電荷本領的大小；意義：表征電容器容納電荷本領的大小；由電容器本身結構決定。由電容器本身結構決定。單位：法拉（單位：法拉（F F），常用微法），常用微法（FF）、皮法（）、皮法（pF)pF)1F=101F=106 6 FF=10=1012 12 pFpF額定電壓與擊穿電壓額定電壓與擊穿電壓擊穿電壓擊穿電壓加在電容器兩端的極限電壓，加在電容器兩端的極限電壓， 超過此電壓電介質將被擊穿超過此電壓電介質將被擊穿額定電壓額定電壓電容器長期工作時所能承受的電壓，電容器長期工作時所能承受的電壓， 比擊穿電壓低比擊穿電壓低平行板電容器的電容平行板電容器的電容kdsC4為電介質的介

19、電常數為電介質的介電常數s s為兩極板的正對面積為兩極板的正對面積d d為兩極板間距為兩極板間距影響影響電容電容大小大小的因的因素素3 3、關于平行板電容器的兩類問題、關于平行板電容器的兩類問題電容器與電源相連電容器與電源相連兩極板間電壓不變兩極板間電壓不變電容器充電后與電源斷開電容器充電后與電源斷開電容器所帶電量不變電容器所帶電量不變一、基本理論：一、基本理論：帶電粒子在電場中的運動問題就是電場中的力學問帶電粒子在電場中的運動問題就是電場中的力學問題，研究方法與力學中相同題，研究方法與力學中相同.只是要注意以下幾點：只是要注意以下幾點：1.帶電粒子受力特點：帶電粒子受力特點：(1)重力：重力

20、：重力、電場力重力、電場力有些粒子有些粒子(如電子、質子、如電子、質子、粒子、正負離粒子、正負離子子)，在電場中運動時均不考慮重力；，在電場中運動時均不考慮重力；宏觀帶電體，如液滴、小球等一般要考慮重力；宏觀帶電體，如液滴、小球等一般要考慮重力；考點六：帶電粒子在電場中的運動考點六：帶電粒子在電場中的運動(2)(2)電場力：一切帶電粒子在電場中都要受到電場電場力：一切帶電粒子在電場中都要受到電場力力F=F=qEqE，與粒子的運動狀態無關；電場力的大小、，與粒子的運動狀態無關；電場力的大小、方向取決于電場方向取決于電場(E(E的大小、方向的大小、方向) )和電荷的正負，和電荷的正負，勻強電場中電

21、場力為恒力，非勻強電場中電場力勻強電場中電場力為恒力，非勻強電場中電場力為變力為變力. .2.帶電粒子的運動過程分析方法帶電粒子的運動過程分析方法（1）運動）運動 性質性質從狀態角度從狀態角度從軌跡角度從軌跡角度平衡狀態平衡狀態變速運動變速運動直線運動直線運動曲線曲線(偏轉偏轉).帶電粒子所受電場力為變力，做非勻變速運動。帶電粒子所受電場力為變力，做非勻變速運動。 （2）運動類型的決定因素：）運動類型的決定因素： 帶電粒子在電場中的運動由粒子的初狀帶電粒子在電場中的運動由粒子的初狀態和受力情況決定。態和受力情況決定。在勻強在勻強電場中電場中帶電粒子帶電粒子初速為零初速為零或初速度方向平行于或初

22、速度方向平行于場強方向，帶電粒子做場強方向，帶電粒子做勻變速直線運動勻變速直線運動帶電粒子初速方向垂直于電場方向，帶電粒子初速方向垂直于電場方向，則帶電粒子做則帶電粒子做類平拋運動類平拋運動。在非勻強電場中，在非勻強電場中，只能用動能定理解決。只能用動能定理解決。3、帶電粒子在電場中運動的處理方法：、帶電粒子在電場中運動的處理方法：基基本本方方法法勻強勻強電場電場直線加速直線加速應用應用動能定理動能定理或或牛頓定牛頓定律律結合運動學公式解決結合運動學公式解決偏轉偏轉可將其與可將其與平拋運動平拋運動進行進行類比分解，應用牛頓定類比分解，應用牛頓定律和運動學公式解決。律和運動學公式解決。非勻強非勻

23、強電場中電場中二、典型問題分析二、典型問題分析加速問題和偏轉問題加速問題和偏轉問題（一）直線運動情況：（一）直線運動情況：如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓加以電壓U U兩板間有一個帶正電荷量為兩板間有一個帶正電荷量為q q的帶電的帶電粒子，它在電場力的作用下，由靜止開始從正極粒子，它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負極板運動，到達負極板時的速度有多大？板向負極板運動，到達負極板時的速度有多大？由動能定理由動能定理 1/2mv2=qUmqUV2（山東省德州市山東省德州市2008質量檢測）質量檢測）如圖甲所示，在兩距離足夠大的平行金

24、屬板中央有一個靜止的電子（不計重力），當兩板間加上如圖乙所示的交變電壓后，下列圖像中能正確反映電子速度、位移、加速度和動能四個物理量隨時間變化規律的是（ ）A如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板Y和和Y，板，板間距離為間距離為d在兩板間加以電壓在兩板間加以電壓U，兩板間的勻強電場，兩板間的勻強電場的場強為的場強為E=U/d現有一電荷量為現有一電荷量為q的帶電粒子以水平的帶電粒子以水平速度速度v0射入電場中射入電場中.帶電粒子在初速度方向做勻速運動帶電粒子在初速度方向做勻速運動 L=V0t t=L/ V0帶電粒子在電場力方向做勻加速運動帶電粒子在電場力方向做勻加速運動qEF mqEa/帶電粒子通過電場的側移帶電粒子通過電場的側移20222121VLmdqUaty偏向角偏向角LymdVqULVatVVy2tan2000（二）帶電粒子的偏轉（二）帶電粒子的偏轉對偏移公式的討論對