高二物理電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

　　一、電場(chǎng)基本規(guī)律

　　1、庫侖定律

　�。�1）定律內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

　�。�2）表達(dá)式：k=9.0×109N？m2/C2——靜電力常量

　�。�3）適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。

　　2、電荷守恒定律：

　　電荷守恒電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。

　�。�1）三種帶電方式：摩擦起電，感應(yīng)起電，接觸起電。

　�。�2）元電荷：最小的帶電單元，任何帶電體的帶電量都是元電荷的整數(shù)倍，e=1.6×10-19C——密立根測(cè)得e的值。

　　二、電場(chǎng)能的性質(zhì)

　　1、電場(chǎng)能的基本性質(zhì)：

　　電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)，電場(chǎng)力要對(duì)電荷做功。

　　2、電勢(shì)φ

　�。�1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能Ep與電荷量的比值。

　�。�2）定義式：φ——單位：伏（V）——帶正負(fù)號(hào)計(jì)算

　�。�3）特點(diǎn)：

　　○電勢(shì)具有相對(duì)性，相對(duì)參考點(diǎn)而言。但電勢(shì)之差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。

　　○電勢(shì)一個(gè)標(biāo)量，但是它有正負(fù)，正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢(shì)比參考點(diǎn)電勢(shì)高，還是低。

　　○電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身決定，與Ep和q無關(guān)。

　　○電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。

　�。�4）電勢(shì)高低的判斷方法

　　○根據(jù)電場(chǎng)線判斷：沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低。φA>φB

　　○根據(jù)電勢(shì)能判斷：

　　正電荷：電勢(shì)能大，電勢(shì)高；電勢(shì)能小，電勢(shì)低。

　　負(fù)電荷：電勢(shì)能大，電勢(shì)低；電勢(shì)能小，電勢(shì)高。

　　結(jié)論：只在電場(chǎng)力作用下，靜止的電荷從電勢(shì)能高的地方向電勢(shì)能低的地方運(yùn)動(dòng)。

　　3、電勢(shì)能Ep

　　（1）定義：電荷在電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)和電荷間的相互作用，由位置決定的能量。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力把電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功。

　　（2）定義式：——帶正負(fù)號(hào)計(jì)算

　�。�3）特點(diǎn)：

　　○電勢(shì)能具有相對(duì)性，相對(duì)零勢(shì)能面而言，通常選大地或無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面。

　　○電勢(shì)能的變化量△Ep與零勢(shì)能面的選擇無關(guān)。

　　4、電勢(shì)差UAB

　�。�1）定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差。也叫電壓。

　�。�2）定義式：UAB=φA-φB

　�。�3）特點(diǎn)：

　　○電勢(shì)差是標(biāo)量，但是卻有正負(fù)，正負(fù)只表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢(shì)誰高誰低。若UAB>0，則UBA<0。

　　○單位：伏

　　○電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差是確定的，與零勢(shì)面的選擇無關(guān)

　　○U=Ed勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差計(jì)算公式。——電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。

　　5、靜電平衡狀態(tài)

　　（1）定義：導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷定向移動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài)

　�。�2）特點(diǎn)

　　○處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。

　　○感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)任何位置產(chǎn)生的電場(chǎng)都等于外電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)的大小相等，方向相反。

　　○處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是個(gè)等勢(shì)面。

　　○電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，在導(dǎo)體表面的分布與導(dǎo)體表面的彎曲程度有關(guān)，越彎曲，電荷分布越多。

　　6、電場(chǎng)力做功WAB

　�。�1）電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，即與初末位置的電勢(shì)差有關(guān)。

　�。�2）表達(dá)式：WAB=UABq—帶正負(fù)號(hào)計(jì)算（適用于任何電場(chǎng)）

　　WAB=Eqd—d沿電場(chǎng)方向的距離。——勻強(qiáng)電場(chǎng)

　�。�3）電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系

　　WAB=-△Ep=EpA-EPB

　　結(jié)論：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少

　　電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加

　　7、等勢(shì)面：

　　（1）定義：電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。

　�。�2）特點(diǎn)：

　　○等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。

　　○等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直

　　○兩等勢(shì)面不相交

　　○等勢(shì)面的密集程度表示場(chǎng)強(qiáng)的大�。菏枞趺軓�(qiáng)。

　　○畫等勢(shì)面時(shí)，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。

　�。�3）判斷電場(chǎng)線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大�。嚎拷鼒�(chǎng)源（場(chǎng)強(qiáng)大）的兩間的電勢(shì)差大于遠(yuǎn)離場(chǎng)源（場(chǎng)強(qiáng)�。┫嗟染嚯x兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。

　　三、電場(chǎng)力的性質(zhì)

　　1、電場(chǎng)的基本性質(zhì)：

　　電場(chǎng)對(duì)放入其中電荷有力的作用。

　　2、電場(chǎng)強(qiáng)度E

　　（1）定義：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。

　　（2）定義式：E與F、q無關(guān)，只由電場(chǎng)本身決定。

　�。�3）電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量：大�。�?jiǎn)挝浑姾墒艿降碾妶?chǎng)力。

　　方向：規(guī)定正電荷受力方向，負(fù)電荷受力與E的方向相反。

　�。�4）單位：N/C，V/m1N/C=1V/m

　�。�5）其他的電場(chǎng)強(qiáng)度公式

　　○點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式：——Q場(chǎng)源電荷

　　○勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)公式：——d沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間距離

　　（6）場(chǎng)強(qiáng)的疊加：遵循平行四邊形法則

　　3、電場(chǎng)線

　�。�1）意義：形象直觀描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向理性模型，實(shí)際上是不存在的。

　�。�2）電場(chǎng)線的特點(diǎn)：

　　○電場(chǎng)線起于正（無窮遠(yuǎn)），止于（無窮遠(yuǎn)）負(fù)電荷

　　○不封閉，不相交，不相切

　　○沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，且電勢(shì)降低最快。一條電場(chǎng)線無法判斷場(chǎng)強(qiáng)大小，可以判斷電勢(shì)高低。

　　○電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，靜電平衡導(dǎo)體，電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面

　�。�3）幾種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線

　　四、應(yīng)用——帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

　�。ㄆ胶鈫栴}，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題）

　　1、基本粒子不計(jì)重力

　　但不是不計(jì)質(zhì)量，如質(zhì)子，電子，α粒子，氕，氘，氚，帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計(jì)算重力。

　　2、平衡問題：

　　電場(chǎng)力與重力的平衡問題。mg=Eq

　　3、加速問題

　�。�1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力），只受電場(chǎng)力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則

　�。�2）由動(dòng)能定理解釋，

　　可見加速的末速度與兩板間的距離d無關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一樣，d越大，飛行時(shí)間越長(zhǎng)。

　　4、偏轉(zhuǎn)問題——類平拋運(yùn)動(dòng)

　　在垂直電場(chǎng)線的方向：粒子做速度為v0勻速直線運(yùn)動(dòng)。

　　在平行電場(chǎng)線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

　　帶電粒子若不計(jì)重力，則在豎直方向粒子的加速度

　　帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場(chǎng)水平距離為L(zhǎng)，若不能飛出電場(chǎng)則水平距離為x

　　帶電粒子飛行的時(shí)間：t=x/v0=L/v0——————○1

　　粒子要能飛出電場(chǎng)則：y≤d/2————————○2

　　粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)：———○3

　　粒子在豎直方向的分速度：——————○4

　　粒子出電場(chǎng)的速度偏角：——————○5

　　由○1○2○3○4○5可得：

　　飛行時(shí)間：t=L/vO豎直分速度：

　　側(cè)向偏移量：偏向角：

　　飛行時(shí)間：t=L/vO

　　側(cè)向偏移量：y’＝

　　偏向角：

　　在這種情況下，一束粒子中各種不同的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡相同。即不同粒子的側(cè)移量，偏向角都相同，但它們飛越偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間不同，此時(shí)間與加速電壓、粒子電量、質(zhì)量有關(guān)。如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時(shí)，只要將加速度a重新求出即可，具體計(jì)算過程相同

　　五、電容器及其應(yīng)用

　　1、電容器充放電過程：

　�。�電源給電容器充電）

　　充電過程S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能

　　放電過程S-B：電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能

　　2、電容

　�。�1）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。

　�。�2）定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電壓U的比值就叫做電容器的電容。

　�。�3）定義式：——是定義式不是決定式

　　——是電容的決定式（平行板電容器）

　　（4）單位：法拉F，微法μF，皮法pF

　　1pF=10-6μF=10-12F

　�。�5）特點(diǎn)

　　○ 電容器的帶電量Q是指一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值。

　　○ 電容器的電容C與Q和U無關(guān)，只由電容器本身決定。

　　○ 在有關(guān)電容器問題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個(gè)公式和○3的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷

　　○ 電容器始終與電源相連，則電容器的電壓不變。電容器充電完畢，再與電源斷開，則電容器的帶電量不變。