高中物理选修31知识点归纳汇总.docx

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1 2016-7-22 物理选修3-1

物理选修3-1 一电场

两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍

QQ

库仑定律：F?K

1 2（真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)；

r2

k:静电力常量k＝9.0×109N?m2/C2；Q、Q:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)；

1 2

作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝

电场强度：E?

F

（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q：检验电荷的电

q

量(C)｝

真空点（源）电荷形成的电场E?

KQ

r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝

匀强电场的场强E?UAB｛U

:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝

d AB

电场力：F＝qE｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝

E

电势与电势差：U＝φ-φ，U＝W/q＝Δ P减

AB A B AB AB q

电场力做功：W＝qU＝qEd＝ΔE ｛W:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，U:电场中

AB AB P减 AB AB

A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔE ：带电体

P减

由A到B时势能的减少量｝

电势能：E

＝qφ ｛E:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φ:A点的电势(V)｝

PA A PA A

电势能的变化ΔE ＝E-E ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的减少量｝

P减 PA PB

电场力做功与电势能变化W＝ΔE ＝qU (电场力所做的功等于电势能的减少量)

AB P减 AB

电容C＝Q/U(定义式,计算式)｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝

平行板电容器的电容C＝

器

εS

（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容

4πkd

带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔE

或qU＝mVt2

K增 2

带电粒子沿垂直电场方向以速度V

0

进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用)：

类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U

d

垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vt

0

平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2

，a＝F＝qE＝qU

2 m m m

注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；

(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；

(3）常见电场的分布要求熟记；

电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；

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处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；

(6)电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；

(8)其它相关内容：静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面

带电粒子在匀强电场中的类平抛运动

一、模型原题

一质量为m，带电量为q的正粒子从两极板的中部以速

度v水平射入电压为U的竖直向下的匀强电场中，如图所示，

0

已知极板长度为L，极板间距离为d。

初始条件：带电粒子有水平初速度v

0

Uq

受力特点：带电粒子受到竖直向下的恒定的电场力

dm

运动特点：水平方向为匀速直线运动，竖直方向为初速度为

m,q +

U

+ + + +

v0 d

Φ θ y

零的匀加速直线运动。 - - - - vL

运动时间：若带电粒子与极板不碰撞，则运动时间为t?L；

v

0

d若带电粒子与极板碰撞，则运动时间可以从竖直方向求得 ?

d

1Uq

t2，故t?d m

2 2dm Uq

二、模型特征

特征描述：侧移y?

Uq L

( )2

dm v

0

能量特点：电场力做正功W?Uqy。电场力做多少正功，粒子动能增加多少，电势能减少多少。

d

重要结论：速度偏向角的正切tan??vy

?UqL

，位移偏向角的正切tan??y?