1、 第一章第一章 靜電場(chǎng)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)靜電場(chǎng)知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 221rqq電場(chǎng)的力的性質(zhì)電場(chǎng)的力的性質(zhì)場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng) E EF/q F/q 矢量矢量 電場(chǎng)線(xiàn)電場(chǎng)線(xiàn)勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng) E EU/dU/d真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng) E EkQ/rkQ/r2 2 電場(chǎng)力電場(chǎng)力F FEqEq（任何電場(chǎng)）（任何電場(chǎng)）F Fk k （真空中點(diǎn)電荷）（真空中點(diǎn)電荷） 電荷電荷電荷守恒定律電荷守恒定律電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)的能的性質(zhì)電場(chǎng)的能的性質(zhì)電勢(shì)電勢(shì) W WAOAO/q /q 標(biāo)量等勢(shì)面標(biāo)量等勢(shì)面電勢(shì)差電勢(shì)差U UABABA A-B BW WABAB/q /q 電勢(shì)能電勢(shì)能E EpApA=W=WAA電場(chǎng)力的功電場(chǎng)力的功W WAB

2、ABqUqUABABEpEpA AEpEpB BABAB（電勢(shì)能的減少量）（電勢(shì)能的減少量）帶電粒子在電場(chǎng)中帶電粒子在電場(chǎng)中平衡平衡直線(xiàn)加速直線(xiàn)加速偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)靜電感應(yīng)靜電感應(yīng) 靜電平衡靜電平衡 靜電屏蔽靜電屏蔽 電容器電容電容器電容C=Q/UC=Q/U數(shù)值上等于單位正電荷數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)時(shí)由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功電場(chǎng)力所做的功某點(diǎn)的電勢(shì)能大小等于將電某點(diǎn)的電勢(shì)能大小等于將電荷從該點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處電場(chǎng)荷從該點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處電場(chǎng)力所做的功力所做的功1物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：構(gòu)成物質(zhì)的原子本身包括：構(gòu)成物質(zhì)的原子本身包括： 的質(zhì)子和的質(zhì)子和 的中子構(gòu)成的中子構(gòu)成 ，核外

3、有帶，核外有帶 的電子，整個(gè)原子的電子，整個(gè)原子對(duì)對(duì) 表現(xiàn)為表現(xiàn)為 .2元電荷：元電荷：最小的電荷量，其值為最小的電荷量，其值為e .其他帶電體的電荷量皆為元電荷的其他帶電體的電荷量皆為元電荷的 .3電荷守恒定律電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分另一個(gè)物體，或者從物體的一部分 到另一部分；在轉(zhuǎn)移的過(guò)程到另一部分；在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量中，電荷的總量 .(2)起電方式：起電方式： 、 、感應(yīng)起電、感應(yīng)起電(3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是 .帶

4、正電帶正電不帶電不帶電原子核原子核負(fù)電負(fù)電外較遠(yuǎn)位置外較遠(yuǎn)位置電中性電中性1.601019C整數(shù)倍整數(shù)倍轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移保持不變保持不變摩擦起電摩擦起電接觸起電接觸起電得失電子得失電子第一節(jié)第一節(jié) 電場(chǎng)力的性質(zhì)的描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的描述4,P練習(xí)冊(cè)形狀和大小形狀和大小 點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 電荷量的乘積電荷量的乘積 它們的連線(xiàn)上它們的連線(xiàn)上9.0109 真空真空 點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷三個(gè)點(diǎn)電荷的靜電平衡：三個(gè)點(diǎn)電荷的靜電平衡：兩大夾一小，兩同夾一異兩大夾一小，兩同夾一異電荷電荷 電荷電荷 N/C V/m 正電荷正電荷 所受電場(chǎng)力所受電場(chǎng)力 正電荷正電荷 負(fù)電荷負(fù)電荷越密越密 場(chǎng)強(qiáng)方向場(chǎng)強(qiáng)方向1疊加原理：疊加原理：多個(gè)點(diǎn)

5、電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電多個(gè)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和，這種關(guān)系叫電場(chǎng)強(qiáng)度的疊荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和，這種關(guān)系叫電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵守加電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵守平行四邊形定則平行四邊形定則2場(chǎng)強(qiáng)的三個(gè)表達(dá)式的比較場(chǎng)強(qiáng)的三個(gè)表達(dá)式的比較1.電場(chǎng)線(xiàn)與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的定義，一般情況下，帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線(xiàn)重合，只有同時(shí)滿(mǎn)足以下三個(gè)條件時(shí)，兩者才會(huì)重合：(1)電場(chǎng)線(xiàn)為直線(xiàn)；(2)電荷初速度為零或速度方向與電場(chǎng)線(xiàn)平行；(3)電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力合力的方向與電場(chǎng)線(xiàn)平行2電場(chǎng)線(xiàn)的作用

6、(1)表示場(chǎng)強(qiáng)的方向電場(chǎng)線(xiàn)上每一點(diǎn)的切線(xiàn)方向和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致(2)比較場(chǎng)強(qiáng)的大小電場(chǎng)線(xiàn)的疏密程度反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小即電場(chǎng)的強(qiáng)弱同一幅圖中，電場(chǎng)線(xiàn)越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，電場(chǎng)線(xiàn)越疏的地方場(chǎng)強(qiáng)越弱(3)判斷電勢(shì)的高低在靜電場(chǎng)中，順著電場(chǎng)線(xiàn)的方向電勢(shì)越來(lái)越低3等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)比較等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)比較比較比較等量異種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線(xiàn)分布圖電場(chǎng)線(xiàn)分布圖連線(xiàn)中點(diǎn)連線(xiàn)中點(diǎn)O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷最小，指向負(fù)電荷一方一方為零為零連線(xiàn)上的場(chǎng)強(qiáng)大小連線(xiàn)上的場(chǎng)強(qiáng)大小沿連線(xiàn)先變小，再沿連線(xiàn)先變小，再變大變大沿連線(xiàn)先變小，再變沿連線(xiàn)先變小，再變大大沿中垂線(xiàn)由沿中垂線(xiàn)由O

7、點(diǎn)向外點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最大，向外逐點(diǎn)最大，向外逐漸減小漸減小O點(diǎn)最小，向外先變點(diǎn)最小，向外先變大后變小大后變小關(guān)于關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的A與與A、B與與B的場(chǎng)強(qiáng)的場(chǎng)強(qiáng)等大同向等大同向等大反向等大反向1電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功(1)特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功和路徑無(wú)關(guān)，只與特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功和路徑無(wú)關(guān)，只與 有關(guān)有關(guān)(2)計(jì)算方法計(jì)算方法WqEd，只適用于，只適用于 ，其中，其中d為沿為沿 方向的位移方向的位移WAB ，適用于任何形式的電場(chǎng)，適用于任何形式的電場(chǎng)初、末位置初、末位置勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線(xiàn)電場(chǎng)線(xiàn)qUAB第二節(jié)第二節(jié) 電場(chǎng)能的性質(zhì)的描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的描述零電勢(shì)能零電勢(shì)能電勢(shì)能的減少量電勢(shì)能

8、的減少量EpAEpB2電勢(shì)能電勢(shì)能(1)相對(duì)性：電荷在某點(diǎn)具有的電勢(shì)能，等于電場(chǎng)力把它從該點(diǎn)移相對(duì)性：電荷在某點(diǎn)具有的電勢(shì)能，等于電場(chǎng)力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到動(dòng)到 位置時(shí)所做的功，即電勢(shì)能是相對(duì)的通常把電荷在位置時(shí)所做的功，即電勢(shì)能是相對(duì)的通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電離場(chǎng)源電荷無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零勢(shì)能規(guī)定為零(2)靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系靜電力做的功等于靜電力做的功等于 ，即，即WAB .()PAAEW1電勢(shì)電勢(shì)(1)定義式：定義式： .(2)矢標(biāo)性：電勢(shì)是矢標(biāo)性：電勢(shì)是標(biāo)標(biāo)量，其大

9、小有正負(fù)之分，其正量，其大小有正負(fù)之分，其正(負(fù)負(fù))表示該點(diǎn)表示該點(diǎn)電勢(shì)比電勢(shì)比 高高(或低或低)(3)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性：電勢(shì)具有 ，同一點(diǎn)的電勢(shì)因，同一點(diǎn)的電勢(shì)因 的選取的的選取的不同而不同不同而不同2等勢(shì)面的特點(diǎn)等勢(shì)面的特點(diǎn)(1)等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線(xiàn)等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線(xiàn) ，即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向，即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向 .(2)在在 上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功(3)電場(chǎng)線(xiàn)總是從電場(chǎng)線(xiàn)總是從 的等勢(shì)面指向的等勢(shì)面指向 的等勢(shì)面的等勢(shì)面(4)等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度 ，反之，反之 .電勢(shì)零點(diǎn)電勢(shì)零點(diǎn)電勢(shì)零點(diǎn)電勢(shì)零點(diǎn)垂直垂直相對(duì)性相對(duì)性垂直垂直等勢(shì)面等勢(shì)面

10、電勢(shì)高電勢(shì)高電勢(shì)低電勢(shì)低越大越大越小越小AB電場(chǎng)本身的性質(zhì)電場(chǎng)本身的性質(zhì) 無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)1電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法(1)由公式由公式WFlcos計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)可變形計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)可變形為為WqU，式中，式中U為電荷初、末位置在電場(chǎng)方向上的電勢(shì)差為電荷初、末位置在電場(chǎng)方向上的電勢(shì)差(2)由公式由公式WqU計(jì)算時(shí)有兩種方法：計(jì)算時(shí)有兩種方法：三個(gè)量都取絕對(duì)值，先計(jì)算出功的數(shù)值，然后再根據(jù)電場(chǎng)力三個(gè)量都取絕對(duì)值，先計(jì)算出功的數(shù)值，然后再根據(jù)電場(chǎng)力的方向與電荷移動(dòng)位移方向間的夾角確定是電場(chǎng)力做功，還是克的方向與電荷移動(dòng)位移方向間的夾角確定是電場(chǎng)力做功，還是克服電場(chǎng)

11、力做功服電場(chǎng)力做功代入符號(hào)代入符號(hào)，將公式寫(xiě)成，將公式寫(xiě)成WABqUAB，特別是在比較，特別是在比較A、B兩兩點(diǎn)電勢(shì)高低時(shí)更為方便：先計(jì)算點(diǎn)電勢(shì)高低時(shí)更為方便：先計(jì)算UABWAB/q，若，若UAB0，即，即AB0，則，則AB；若；若UAB0，即，即AB0，則，則AB.(3)由動(dòng)能定理計(jì)算：由動(dòng)能定理計(jì)算：W電場(chǎng)力電場(chǎng)力W其他力其他力Ek.(4)由電勢(shì)能變化計(jì)算：由電勢(shì)能變化計(jì)算：WEp.2電場(chǎng)中的功能關(guān)系電場(chǎng)中的功能關(guān)系(1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變；若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變；(2)若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持若只有電場(chǎng)力和重力做功

12、，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變；不變；(3)除重力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化除重力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化(4)所有力對(duì)物體所做的功，等于物體動(dòng)能的變化所有力對(duì)物體所做的功，等于物體動(dòng)能的變化第三節(jié)第三節(jié) 電容器與電容電容器與電容 帶電粒子在電帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1電容器電容器(1)帶電量：一個(gè)極板所帶電荷量的帶電量：一個(gè)極板所帶電荷量的 .(2)電容器的充、放電電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過(guò)程，充電后電容器兩板帶上等量的充電：使電容器帶電的過(guò)程，充電后電容器兩板帶上等量的 ，電容器中儲(chǔ)存，電容器中儲(chǔ)存 . 放電：使充電后的電

13、容器失去電荷的過(guò)程，放電過(guò)程中放電：使充電后的電容器失去電荷的過(guò)程，放電過(guò)程中 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為其他形式的能化為其他形式的能絕對(duì)值絕對(duì)值異種電荷異種電荷電場(chǎng)能電場(chǎng)能電場(chǎng)能電場(chǎng)能2電容電容(1)意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量(2)定義式：定義式：C .(3)單位：法拉單位：法拉(F)，1 F F pF.例例“100 F,25V”3平行板電容器平行板電容器(1)影響因素：平行板電容器的電容與影響因素：平行板電容器的電容與正對(duì)面積正對(duì)面積成正比，與介質(zhì)的成正比，與介質(zhì)的 成正比，與成正比，與 成反比成反比(2)決定式：決定式：C ，k為靜電力常量為靜電力常量1061

14、012介電常數(shù)介電常數(shù)兩板間的距離兩板間的距離QU加加(減減)速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)帶電粒子動(dòng)能帶電粒子動(dòng)能的增量的增量qU 2帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子以速度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向飛入勻強(qiáng)垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與初速度方向電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與初速度方向 的電場(chǎng)力作用而做的電場(chǎng)力作用而做 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(2)處理方法：類(lèi)似于平拋運(yùn)動(dòng)的處理，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的處理方法：類(lèi)似于平拋運(yùn)動(dòng)的處理，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法方法沿初速度方向做沿初速度方向做 運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間tl/v0.沿電場(chǎng)力方向

15、做沿電場(chǎng)力方向做 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)垂直垂直勻變速曲線(xiàn)勻變速曲線(xiàn)勻速直線(xiàn)勻速直線(xiàn)勻加速直線(xiàn)勻加速直線(xiàn)1示波管裝置示波管裝置示波管由示波管由 、 和和 組成，管內(nèi)抽成真空組成，管內(nèi)抽成真空如圖如圖632所示所示 電子槍電子槍偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)電極熒光屏熒光屏2工作原理工作原理(1)如果在偏轉(zhuǎn)電極如果在偏轉(zhuǎn)電極XX和和YY之間都沒(méi)有加電壓，則電子槍射出之間都沒(méi)有加電壓，則電子槍射出的電子束沿直線(xiàn)傳播，打在熒光屏的電子束沿直線(xiàn)傳播，打在熒光屏 ，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑斑(2)YY上加的是待顯示的上加的是待顯示的 .XX上是機(jī)器自身產(chǎn)生的鋸上是機(jī)器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓，叫做掃描電壓若所加掃描電壓和信號(hào)電壓的周期相齒形電壓，叫做掃描電壓若所加掃描電壓和信號(hào)電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的同，就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖象穩(wěn)定圖象中心中心信號(hào)電壓信號(hào)電壓1.粒子重力問(wèn)題粒子重力問(wèn)題(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等，除有說(shuō)明或有明確粒子、離子等，除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量但并不忽略質(zhì)量)(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，