10第十章 電場

2022-11-18 12:36:04 字數 4808 閱讀 2304

一、考綱解讀

本專題涉及的考點有:電荷守恆,點電荷,庫侖定律,電場強度、點電荷的場強,電場線,電勢能、電勢,電勢差,勻強電場中電勢差跟電場強度的關係,帶電粒子在勻強電場中的運動,常見電容器,電容器的電壓、電荷量和電容的關係。

《大綱》對電荷守恆,點電荷,電場線,電勢能、電勢,勻強電場中電勢差跟電場強度的關係,常見電容器,電容器的電壓、電荷量和電容的關係等考點均為ⅰ類要求。《大綱》對庫侖定律,電場強度、點電荷的場強,電勢差,帶電粒子在勻強電場中的運動等考點均為ⅱ類要求。

電場最基本的性質是對放入其中的電荷產生力的作用;在電場中移動電荷,電場力就會對電荷做功,電荷的電勢能就發生變化,因此電場還有能的性質。電場的以上屬性是研究電現象的基礎,因此是歷年高考考查的重點內容之一。

帶電粒子在勻強電場中的運動問題涉及到較多的概念和規律,是乙個綜合性很強的考點。從物理規律應用的角度分析,涉及到受力分析、牛頓定律、功能關係,從涉及的運動過程分析,包括電場中的加速、平衡和偏轉,從考查方法的角度分析,可以涉及運動的合成與分解法、正交分解法等等。分析近幾年來高考物理試卷可知,帶電粒子在勻強電場中的運動在高考試題中的比例非常高,幾乎年年都考,題型全、難度大,特別是只要有計算題出現就一定是難度較大的綜合題。

二、命題趨勢

靜電場是十分重要的一章。每年高考或以選擇、填空題的形式考查學生對基本概念、基本規律的理解,或以計算題的形式,與力學知識緊密結合組成難度較大、多方面考核學生能力的綜合題。本章主要研究靜電場的基本性質及帶電粒子在靜電場中的運動問題,具有抽象性和綜合性的特點。

要從描述電場力的性質和能的性質兩個角度深入理解電場,抓住主線,切中要點,強化訓練,形成能力。值得注意的是,帶電粒子在電場中的運動問題,不僅可以考查多學科知識的綜合運用,而且容易與社會生活、生產實際和科學技術相聯絡,在高考中常以某些具體問題為背景命題,考查考生的多項能力。

第一模組:庫侖定律、電場強度

『夯實基礎知識』

一.電荷:

1、正電荷負電荷:自然界只存在兩種電荷,即正電荷和負電荷,用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷;用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是負電荷。同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。

2、電荷量:電荷的多少。單位:1c=1a·s

3、元電荷e:

乙個物體所帶電荷數量的多少叫電荷量,物體所帶電荷量是指物體帶淨電荷的多少,迄今為止的一切實驗都表明,原子中電子和質子帶有等量的異種電荷,至今所發現的一切帶電體的電荷量都等於電子電荷數的整數倍,這說明帶電體的電荷量值是不連續的,它的最小單元就是電子電荷,這稱為電荷的量子化,在物理學上,把電荷是e稱為元電荷,其值通常可取為e=1.60×10-19c。

①e=1.60×10-19c

②質子或電子所帶的電量就是元電荷

③元電荷是世界上電最小的電量

④任何帶電體的電量都是元電荷的整數倍

4、檢驗電荷:

電量要求:不影響原電場;體積充分小;一定是點電荷。

5、電荷間的相互作用

同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。

6、荷質比(比荷):

帶電粒子的電荷量與質量之比稱為「荷質比」如電子的電荷量e和電子質量me(me=0.91×10-30kg)之比,叫做電子的荷質比,即可以做為物理常量來使用。

二、使物體帶電的幾種方式

(1)摩擦起電:兩個不同的物體相互摩擦,帶上等量導種的電荷。

(2)接觸帶電:不帶電物體接觸另乙個帶電物體,使電荷從帶電體轉移一部分到不帶電的物體上。

兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時電荷量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總電荷量平分。

(3)感應起電:導體接近(不接觸)帶電體,使導體靠近帶電體一端帶上與帶電體相異的電荷,而另一端帶上與帶電體電荷相同的電荷。

(4)光電效應—在光的照射下使物體發射出電子

三、電荷守恆定律:

電荷既不能創造,也不能消滅,只能從乙個物體轉移到另乙個物體,或者從物體的一部分轉移到另一部分,在轉移的過程中,電荷的總量不變。

四、庫侖定律

1、內容: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,跟它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。

2、公式:,f叫做庫侖力或靜電力,也叫電場力。它可以是引力,也可以是斥力,叫靜電力常量=

3、適用條件:(1)真空中; (2)點電荷.

點電荷:點電荷是乙個理想化的模型,在實際中,當帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計時,就可以把帶電體視為點電荷.(這一點與萬有引力很相似,但又有不同:對質量均勻分布的球,無論兩球相距多近,r都等於球心距;而對帶電導體球,距離近了以後,電荷會重新分布,不能再用球心距代替r)。

點電荷很相似於我們力學中的質點.

例如半徑均為的金屬球,使兩球邊緣相距為,今使兩球帶上等量的異種電荷,設兩電荷間的庫侖力大小為,比較與的大小關係,顯然,如果電荷能全部集中在球心處,則兩者相等。依題設條件,球心間距離不是遠大於,故不能把兩帶電體當作點電荷處理。實際上,由於異種電荷的相互吸引,使電荷分布在兩球較靠近的球面處,這樣電荷間距離小於,故。

同理,若兩球帶同種電荷,則。

4、理解:

(1)在種用庫侖定律的公式進行計算時,無論是正電荷還是負電荷,均用電量的絕對值代入式中,計算其作用力的大小。

(2)作用力的方向根據:同性相斥,異性相吸,作用力的方向沿兩電荷連線方向,進行判定。

(3)兩個點電荷間的相互作用的庫侖力滿足牛頓第三定律—大小相等、方向相反(不能認為電量不等的兩個點電荷相互作用時,所受的庫侖力不等)

(4)庫侖力存在極大值,由公式可以看出,在r和兩帶電體的電量和一定的條件下,當q1=q2時,f有最大值

(5)如果是多個點電荷對另乙個點電荷的作用,可分別對每個點電荷間使用,然後把該電荷所受諸庫侖力進行向量合成

(6)在介質中,電荷間的相互作用比真空小,小多少,跟介質有關,,空氣中的介電常數近似取1,即認為電荷間的相互作用在空氣中跟在真空中一樣。

五、同一直線上三個點電荷的討論和計算

三個自由電荷的平衡問題,是靜電場中的典型問題。為了使電荷系統處於平衡狀態,每個電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等、方向相反。根據庫侖定律和力的平衡條件,可以概括成易記的口訣為:

「三點共線,兩同夾異,兩大夾小,近小遠大。」兩大夾小也就是說三個電荷,外面兩個的電荷量必須大於中間的乙個;兩同夾異,也就是說外面的兩個電荷的電性必須相同,並且中間的乙個電性與外面的兩個相異!近小遠大是說中間電荷靠近另兩個中電量較小的。

利用這一條件可以迅速、準確地確定三個自由電荷的相對位置及電荷的電性,然後根據庫侖定律列出電荷的受力平衡方程,問題就迎刃而解了。

電場一、電場

1、概念:是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質,是電荷間相互作用的**。

若電荷不動周圍的是靜電場,若電荷運動周圍不單有電場而且產生磁場,電場可以由存在的電荷產生,也可以由變化的磁場產生。

2、電場的基本性質:

對放入電場的電荷有力的作用

能使放入電場中的導體產生靜電感應現象

3、場的提出

凡是在有電荷的地方,周圍都存在電場

在變化的磁場周圍也有電場;變化的電場周圍存在磁場。

③電場與磁場是不同於實體的另一種形態物質。

4、電場力:放入電場中的電荷受到電場的力的作用,這種力叫做電場力。

二、描述電場力特性的物理量——電場強度

1、定義:放入電場中某點的電荷所受的電場力f跟它的電荷量q的比值,叫做該點的電場強度。用e來表示。

2、定義式:(適用於一切電場)

3、單位:牛/庫(n/c) 伏/公尺(v/m)

4、電場強度是向量:規定正電荷受電場力的方向為該點的場強方向,負電荷受電場力的方向與該點的場強方向相反。電場線的切線方向是該點場強的方向;電場強度的合成按照向量的合成法則.(平行四邊形法則和三角形法則)

5、物理意義:電場強度(簡稱場強)是描寫電場強弱的物理量。

6、說明

(1)電場強度是從力的角度來反映電場本身性質的物理量

(2)定義式即電場內某點的電場強度在數值上等於單位電荷在該點受到的電場力。

(3)電場強度的大小,方向是由電場本身決定的,是客觀存在的,與放不放檢驗電荷,以及放入檢驗電荷的正、負電量的多少均無關,既不能認為與成正比,也不能認為與成反比。檢驗電荷q充當「測量工具」的作用.

這一點很相似於重力場中的重力加速度,點定則重力加速度定。與放入該處物體的質量無關,即使不放入物體,該處的重力加速度仍為乙個定值.

7、電場的疊加:幾處點電荷同時在某點形成電場時,這點的場強等於各個點電荷單獨存在時在該點產生的場強的向量和。

8、勻強電場:

場強方向處處相同,場強大小處處相等的區域稱為勻強電場

9、總結:電場強度的幾種求法

①用定義式求解:由於定義式適用於任何電場,故都可用測得的放入電場中某點的電荷q受到的電場力f與檢驗電荷電量q之比值求出該點的電場強度。

②用求解:庫侖力的實質是電場力

從式中表示點電荷在處產生的場強。

此式適用於求真空中點電荷產生的電場,其方向由場源電荷q的電性決定。若場源電荷帶正電,則e的方向沿半徑r向外;若場源電荷帶負電,則e的方向沿半徑方向指向場源電荷。

③用場強與電勢差的關係求解:在勻強電場中它們的關係是:場強在數值上等於沿場強方向每單位距離上的電勢差,即,式中d為沿電場線方向的距離,u為這個距離的兩個點(或稱為等勢面)的電勢差。

④向量疊加法求解:已知某點的幾個分場強求合場強,或已知合場強求某一分場強,則用向量疊加法求解。

⑤對稱性求解:巧妙地在合適地方另外假設性地設定額外電荷,或將電荷巧妙地分割使問題簡化而求未知電場,這都可以利用對稱性求解

電場線電場線

1、概念:為了直觀形象地描述電場中各點的強弱及方向,在電場中畫出一系列曲線,曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向,曲線的疏密表示電場的弱度。這些曲線就是電場線。

第乙個用電場線描述電場的科學家是——法拉第

2、電場線的特點:

(1)電場線是為了形象描述電場而引入的假想曲線,並不是真實存在的。

(2)切線方向表示該點場強的方向,也是正電荷的受力方向.

10 第十章彎曲變形

在外力作用下,受彎後梁的軸線變為一條連續光滑的曲線。1.撓度 轉角 撓度 梁橫截面的形心在垂直於軸線方向的位移。轉角 梁橫截面繞其中性軸所轉的角位移。2.撓度 轉角正負規定 撓度正負規定 撓度與座標軸正向一致取正,反之取負。轉角正負規定 轉角順時針轉向為正,逆時針轉向為負。1.撓曲線方程 撓曲軸是撓...

第十章技術

第一節一般規定 一 基本規定 1 施工技術資料的形成應符合國家相關的法律 法規 施工質量驗收標準和規範 工程合同和設計檔案的規定。施工技術資料的依據,同時應符合地方規定。2 工程各參建單位應將施工技術資料的形成和積累納人施工管理的各個環節和有關人員的職責範圍。施工技術資料應有專人負責收集 整理及審核...

第十章複習

第十章社會主義社會的法律調整及其機制 習題部分 一 填空題 1 法律調整的物件是社會關係參加者的 意志行為 2 基本的法律調整方式有 積極義務的調整方式 允許的調整方式 和 禁止的調整方式 3 法律調整是根據一定社會生活的需要,運用一系列 法律手段 對 社會關係 施加的有結果的 規範組織作用。4 法...