电场力
F=kQ1Q2/r²(点电荷)
F=qE
场强
E=F/q(定义式)
E=KQ/r²(点电荷的场强)
E=U/d(匀强电场,场强与电势差的关系)
异号、同号电荷的场强电场线
异号电荷间:
·直线上(图)
·中垂面上(图)
同号电荷间:
·直线上(图)
·中垂线上(图)
场强的叠加
电场力(保守力)做功的特点:只与初末位置有关
电势能Ep(电荷在电场中具有的势能)
大小:电荷在某点的电势能=把它从该点移到零势能面时所做的功.
电荷在电场中A点具有的电势能EpA,在B点具有的电势能EpB,电荷从A到B静电力做的功=电势能的减少量(初减末).W(AB)=EpA-EpB
所以,静电力做正功(电势能初-末>0),电荷的电势能一定减少(指的是末减初);静电力做负功(电势能初-末<0),电荷的电势能一定增进(指的是末减初)
所以,静电力做功 是 电势能变化 的量度.
#易混:
初减末:减少量
末减初(即:变化后的量减去变化前的量):增加量,即Δ(变化量)
电势与电势差
电势=电势能/电荷量.(反映电场能的性质)
电势差U(AB)=A点电势-B点电势.(反映静电力做功大小)
场强与电势差的关系
电势差U(AB)=场强E×移动距离d. 即:U=Ed
场强与电势的关系:E与电势无直接关系.
等势面
两个异号点电荷的电势:
·直线上(图):中间电势等于0.
·中垂线上(图)
两个同号点电荷的电势:
·直线上(图):中间电势不等于0!
·中垂线上(图)
【电场力做功的计算】
⑴根据 功的定义式
⑵W(AB)=q×U(AB)
⑶根据 电场力做功和电势能变化量的关系:
W(AB)=EpA-EpB=-ΔEp(AB)=-(EpB-EpA)
注意:Δ(变化量)指的是:变化后-变化前
⑷根据 动能定理(合外力所做的功=动能的变化量):
W电场力+W其他力=-ΔEk
【电势 高低的比较】
⑴根据电场线或等势面:顺小逆大
⑵根据电势差的正负:U(AB)=A点电势-B点电势
·U(AB)>0. 所以:A点电势>B点电势
·U(AB)<0. 所以:A点电势<B点电势
⑶根据场源电荷:正电荷周围电势为正值,负电荷周围为负值
⑷根据电势叠加
⑸根据电场力做功:
·正电荷在电场力作用下移动,做正功:高电势→低电势
正电荷克服电场力做功,做负功:低电势→高电势
·负电荷在电场力作用下移动,做正功:低电势→高电势
正电荷克服电场力做功,做负功:高电势→低电势
⑹根据电势能判断:正电荷在电势高的电势能大,负电荷在电势低的电势能大
电势能大小的比较
·根据公式: 电势能=电荷量×电势
A电势>B电势,正电荷的 A电势能>B电势能,负电荷的 A电势能<B电势能(带入电荷正负号比较!)
·根据 做功:
电场力做正功,正负电荷都是从电势能大的移动到电势能小的(电势能减小);电场力做负功,正负电荷都是从电势能小的移动到电势能的(电势能增加).
平行板电容器
电容C公式:
①C=εS/4πkd(决定式. k:静电力常量,ε:介电常数)
②C=所带电荷量Q/两极电势差U(定义式)
【电容器的动态分析】
①连着电源:U不变
②断开电源:Q不变
研究:
·电容C =εS/4πkd
·电荷量Q=CU
·电压U=Q/C
·场强:E=U/d 或 由E=U/d=Q/Cd和C=εS/4πkd→ E=4πkQ/εS
【带电粒子在电场中的运动】
直线运动
·牛二+运动学公式:
qE=ma,E=U/d(场强=电势差/距离),
·动能定理(不用涉及时间):适用各种电场
qU=1/2m(v末)²-1/2m(v初)². (U为质点运动初末位置的电势差,不是题中电压)
在匀强电场中的偏转
运动模型:加速电场+平抛
·加速度:a=F/m=qE/m=qU/md
·运动时间:①飞出电场时间t=l/v②打在板上时间(由d=1/2at²求t)
·侧移量:①离开电场时 y=1/2at²(代入a=qU/md,t=l/v)
(结合加速电场U':qU'=1/2mv²求出v,再带入)
·偏转角:tanθ