高中物理第一章第3课《静电场（一）》（选修3-1）
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高中物理第一章第3课《静电场（一）》（选修3-1） 考纲提示 1.物质的电结构、电荷守恒I 2.静电现象 I 3.点电荷 I 4.库仑定律 Ⅱ 5.静电场 I 6.电场强度、点电荷的场强 Ⅱ 7.电场线 I 8.电势能、电势 I 9.电势差 Ⅱ 10.匀强电场中电势差与电场强度的关系 I 11.常见的电容器 I 12.电容器的电压、电荷量和电容的关系 I 13.带电粒子在匀强电场中的运动 Ⅱ 14.示波管 I 基础知识梳理 一、电荷和电荷守恒定律 1.电荷：自然界中存在着两种电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷. 2.电荷量：物体所带电荷的多少，单位是库伦 任何带电体的电荷量皆为元电荷电荷量的整数倍。 3.区分几种电荷 （1）元电荷：电荷量为的电荷叫做元电荷。质子和电子均带元电荷电荷量。 （2）点电荷：形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的点电体称为点电荷。 （3）场源电荷：电场是由电荷产生的，我们把产生电场的电荷叫做场源电荷。 （4）试探电荷（检验电荷）：研究电场的基本方法之一是放入一带电荷量很小的点电荷，考查其受力情况及能量情况，这样的电荷称为试探电荷或检验电荷。 4.电荷守恒定律 （1）起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。 （2）带电实质：物体带电的实质是电子转移。 （3）内容：电荷既不全创生，也不会消灭，它指能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 二、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，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方程反比，作用力的方向在它们的连线上。 三、电场、电场强度和电场线 1.电场 （1）定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。 （2）基本性质：对放入其中的电荷有力的作用 2.电场强度 （1）意义：描述电场强弱和方向的物理量。 （2）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值。 （3）公式：E=F/q，单位：V/m或N/C （4）方向：正电荷在该点的受力方向，是矢量。 （5）决定因素：电场强度取决于电厂本身，与q无关。 3.电场线及特点 （1）电场线：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。 （2）电场线的特点 ①电场线从正电荷或无限远处出发终止与负电荷或无限远处。 ②电场线不相交。 ③在同一电场里，电场线越密的地方场强越大。 ④运强电场的电场线是均匀分布的平行直线。 ⑤电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线。 （3）几种典型电场的电场线 四、电场叠加 1.叠加原理：多个点电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加，电场强度的叠加遵守平行四边形定则。 2.等量同种电荷和等量异种电荷的电场 （1）等量同种电荷的电场如图示 ①两点电荷连线中点O处的场强为零，此处无电场线。 ②两点电荷连线中点O附近电场线非常稀疏，但场强不为零。 五、电场力做功的的特点和电势能 1.电场力做功：在电场中移动电荷时，电场力做的功只与起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 2.电势能：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，叫做电势能，用Ep表示 3.电场力做功与电势能的关系 （1）静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB=EpA-EpB （2）电荷在某点电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功.即电势能是相对的。通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。 二、电势、等势面、电势差 （1）电势：（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电量的比值。 2.等势面：（1）定义：电场中电势相同的各点构成的面。 （2）特点： ①在等势面上移动电荷，电场力不做功。 ②等势面一定与电场线，即与场强方向垂直 ③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面 ④等差等势面的疏密表示电场的强弱（等差等势面越密的地方，电场线越密） ⑤任意两等势面不想交。 3.电势差：（1）定义：电场中两点间电势的差值 （2）表达式：UAB=uA-uB (3)电势差与电场强度的关系： 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积，即UAB=Ed.
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