高二选修3-1静电场复习讲义.docVIP

教学目标

理解电荷守恒定律

掌握库仑定律，能用库仑定律解决受力问题

理解电场强度的概念，能进行相关分析和计算

理解电场线的概念，掌握电场线的特点

理解电势、电势能、等势面和电势差的概念，并能进行相关分析和计算

能利用静电平衡、静电屏蔽解释和分析相关现象

电容的概念和相关公式，会分析相关量之间的联系

掌握带点粒子在电场中的偏转分析方法，并能进行相关计算

9、理解电场线、电场力、场强、电势、电势能、电势差等概念之间的联系

重难点

库仑定律的理解

电场线、电场力、场强、电势、电势能、电势差等概念之间的联系

3、带电粒子在电场中的偏转

知识点梳理

1、电荷守恒定律

(1)内容：电荷既不会创生，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一局部转移到另一局部；在转移过程中，电荷的总量保持不变.这个结论叫做电荷守恒定律.

(2)电荷守恒定律的另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。

元电荷、点电荷与检验电荷

(1)元电荷e又称“根本电荷量”，是最早由美国科学家密立根用实验测定的自然界存在的最小电荷量，是电荷量的单位(，C作为一个电荷量单位)，是物理学的根本常数之一。

〔2〕点电荷：点电荷的概念——物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫点电荷。点电荷是一个理想模型，它是一个没有形状和大小而只带有电荷的物体.

当一个带电体本身的线度比所研究的问题中涉及的距离小很多时，该带电体的形状对所讨论的问题没有影响或其影响可以忽略，该带电体就可以看作一个带电的点，即点电荷.

〔3〕电荷的电荷量要足够小，使得它的引人不引起场源电荷分布发生改变而影响原有电场，这样测得的场性质才是原来存在的场性质

库仑定律

〔1〕内容

真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上.这一规律叫做库仑定律.

电荷间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力。

〔2〕公式

库仑力(静电力)的大小：，其中静电力常量k=9.0×109NM2/C2,k的大小是用实验方法测定的.

〔3〕方向——在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。

〔4〕适用条件：真空中的点电荷。在枯燥的空气中，库仑定律也近似适用

4、电场强度

〔1〕定义：放人电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度。

〔2〕定义式：

〔3〕单位:V/m，1N/C=1V/m.

〔4〕方向:电场中某点场强方向规定为与放在该点的正电荷受到的静电力方向一致，与负电荷受力方向相反.

〔5〕物理意义:描述电场力的性质的物理量，是矢量.

〔6〕点电荷的电场强度：

〔7〕匀强电场的电场强度：

电场线

定义：

电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.

特点：

①电场线总是从正电荷(或无穷远处)出发，到负电何〔或到无穷远处)终止，因此，电场线有起始点和终止点，不是闭合曲线

②电场中的电场线永远不会相交.

因为电场中每一点的场强只有一个唯一的方向.如果电场线在电场中某点相交，那么交点处相对两条电场线就有两个切线方向，该点处的场强就有两个方向，这是不可能的.

③在同一电场里，电场线越密的地方，场强越大，电场线越稀的地方，场强越小.

常见电场的电场线

①点电荷电场线图

②等量异种电荷形成的电场

③等量同种电荷形成的电场

电势能

〔1〕定义:由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关.电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，可用表示。

〔2〕静电力做功与电势能变化的关系——

7、电势

〔1〕定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势.

〔2〕电势是标量，只有大小，没有方向.

(3)电势的上下:电场线指向电势降低的方向.

等势面

(l)定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面.

〔2〕等势面的特点

①等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直.

②两个不同的等势面永远不会相交.

③相邻两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中，相邻两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，两个等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大.

④在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功.

⑤处于静电平衡状态的导体是一个等势体，外表是一个等势面.

9、电势差

定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。

公式：

电场力对单位正电荷做正功，为正值，对单位正电荷做负功，为负值；

电场力对单位负电荷做正功，为负值，对单位负电荷做负功，为正值；

静电平衡

(1)定义

金属导体中自由电子受到导体周围电场的电