高中物理靜電場知識點(diǎn)

　　【要點(diǎn)解讀】

　　1．庫侖定律適用條件的三點(diǎn)理解

　�。�1）對于兩個(gè)均勻帶電絕緣球體，可以將其視為電荷集中于球心的點(diǎn)電荷，r為兩球心之間的距離。

　�。�2）對于兩個(gè)帶電金屬球，要考慮金屬球表面電荷的重新分布。

　　（3）不能根據(jù)公式錯誤地推論：當(dāng)r→0時(shí)，F(xiàn)→∞。其實(shí)，在這樣的條件下，兩個(gè)帶電體已經(jīng)不能再看成點(diǎn)電荷了。

　　2．應(yīng)用庫侖定律的四條提醒

　�。�1）在用庫侖定律公式時(shí)，無論是正電荷還是負(fù)電荷，均代入電荷量的絕對值。

　　（2）作用力的方向判斷根據(jù)：同性相斥，異性相吸，作用力的方向沿兩電荷連線方向。

　　（3）兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的庫侖力滿足牛頓第三定律，大小相等、方向相反。

　�。�4）庫侖力存在極大值，由公式可以看出，在兩帶電體的間距及電荷量之和一定的條件下，當(dāng)q1＝q2時(shí)，F(xiàn)最大。

　　重點(diǎn)2 電場強(qiáng)度電場線

　　【要點(diǎn)解讀】

　　1．電場強(qiáng)度三個(gè)表達(dá)式的比較

　　2．電場的疊加

　�。�1）疊加原理：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。

　　（2）運(yùn)算法則：平行四邊形定則。

　　3．計(jì)算電場強(qiáng)度常用的五種方法

　�。�1）電場疊加合成法。（2）平衡條件求解法。（3）對稱法。（4）補(bǔ)償法。（5）等效法。

　　4．電場線的三個(gè)特點(diǎn)

　�。�1）電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷處；

　�。�2）電場線在電場中不相交；

　�。�3）在同一幅圖中，電場強(qiáng)度較大的地方電場線較密，電場強(qiáng)度較小的地方電場線較疏。

　　5．六種典型電場的電場線

　　【規(guī)律總結(jié)】電場線與帶電粒子在電場中運(yùn)動軌跡的關(guān)系

　　1．電場線與帶電粒子運(yùn)動軌跡重合的條件

　　一般情況下帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡不會與電場線重合，只有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)，兩者才會重合。

　　（1）電場線為直線；

　�。�2）帶電粒子初速度為零，或速度方向與電場線平行；

　�。�3）帶電粒子僅受電場力或所受其他力的合力方向與電場線平行。

　　2．電場線與軌跡問題判斷方法

　�。�1）“運(yùn)動與力兩線法”——畫出“速度線”（運(yùn)動軌跡在初始位置的切線）與“力線”（在初始位置電場線的切線方向），從兩者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動的情況。

　�。�2）“三不知時(shí)要假設(shè)”——電荷的正負(fù)、電場強(qiáng)度的方向或等勢面電勢的高低、電荷運(yùn)動的方向中若已知其中的任一個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況。

　　【考向1】電場強(qiáng)度的疊加問題

　　【例題】如圖，一半徑為R的'圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、c和d間的距離均為r，在a點(diǎn)處固定一電荷量為q（q＞0）的點(diǎn)電荷．一同學(xué)將一檢測電荷沿直線在ac間移動時(shí)發(fā)現(xiàn)只在b點(diǎn)不需加力。不計(jì)重力，已知靜電力常量為k，求d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小。

　　【考向2】電場線的理解與應(yīng)用

　　【例題】如圖所示，A、B、C、D表示的是四種不同電場線，一正電荷在電場中由P向Q做加速運(yùn)動，其中所受電場力越來越大的是（）

　　重點(diǎn)3 電勢能、電勢、電勢差

　　【要點(diǎn)解讀】

　　1．電勢高低的判斷

　　2．電勢能大小的判斷

　　3．幾種典型電場的等勢線（面）

　　4．帶電粒子在電場中運(yùn)動軌跡問題的分析方法

　�。�1）從軌跡的彎曲方向判斷受力方向（軌跡向合外力方向彎曲），從而分析電場方向或電荷的正負(fù)。

　�。�2）結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向，確定靜電力做功的正負(fù)，從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等。

　�。�3）根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況。

　　5．勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

　　（1）UAB＝Ed，d為A、B兩點(diǎn)沿電場方向的距離。

　�。�2）沿電場強(qiáng)度方向電勢降落得最快。

　�。�3）在勻強(qiáng)電場中U＝Ed，即在沿電場線方向上，U∝d。推論如下：

　�、偃鐖D甲，C點(diǎn)為線段AB的中點(diǎn)，則有φC＝。

　�、谌鐖D乙，AB∥CD，且AB＝CD，則UAB＝UCD。

　　6．E＝U/d在非勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn)妙用

　　（1）判斷電場強(qiáng)度大�。旱炔畹葎菝嬖矫�，電場強(qiáng)度越大。

　�。�2）判斷電勢差的大小及電勢的高低：距離相等的兩點(diǎn)間的電勢差，E越大，U越大，進(jìn)而判斷電勢的高低。

　�。�3）利用φ-x圖像的斜率判斷電場強(qiáng)度隨位置變化的規(guī)律：斜率的大小表示電場強(qiáng)度的大小，正負(fù)表示電場強(qiáng)度的方向。

　　重點(diǎn)4 電容器

　　【要點(diǎn)解讀】

　　1．平行板電容器的動態(tài)分析

　�。�1）平行板電容器動態(tài)變化的兩種情況

　�、匐娙萜魇冀K與電源相連時(shí)，兩極板間的電勢差U保持不變。

　�、诔潆姾笈c電源斷開時(shí)，電容器所帶的電荷量Q保持不變。

　�。�2）平行板電容器動態(tài)問題的分析思路

　�。�3）平行板電容器問題的一個(gè)常用結(jié)論

　　電容器充電后斷開電源，在電容器所帶電荷量保持不變的情況下，電場強(qiáng)度與極板間的距離無關(guān)。

　�。�4）分析比較的思路

　�、俅_定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。

　�、谟脹Q定式分析平行板電容器電容的變化。

　�、塾枚�義式分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化。

　�。�3）平行板電容器問題的一個(gè)常用結(jié)論

　　電容器充電后斷開電源，在電容器所帶電荷量保持不變的情況下，電場強(qiáng)度與極板間的距離無關(guān)。

　�。�4）分析比較的思路

　�、俅_定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。

　�、谟脹Q定式分析平行板電容器電容的變化。

　�、塾枚�義式分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化。

　　④用分析電容器極板間場強(qiáng)的變化。

　�、苡肊=U/d分析電容器極板間場強(qiáng)的變化。

　　重點(diǎn)5 帶電粒子在電場中的運(yùn)動

　　1．帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動

　　（1）帶電粒子在電場中運(yùn)動時(shí)重力的處理

　�、倩�本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）。

　　②帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。

　�。�2）解決帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動問題的兩種思路

　�、俑鶕�(jù)帶電粒子受到的電場力，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式確定帶電粒子的運(yùn)動情況。此方法只適用于勻強(qiáng)電場。

　　②根據(jù)電場力對帶電粒子所做的功等于帶電粒子動能的變化求解。此方法既適用于勻強(qiáng)電場，也適用于非勻強(qiáng)電場。

　　2．帶電體在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題

　　難點(diǎn)1 庫侖定律作用下的平衡問題

　　【要點(diǎn)解讀】

　　3．庫侖力作用下的平衡問題

　　（1）“三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡”的問題

　�、倨胶獾臈l件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度為零的位置。

　�、�

　�。�2）解決庫侖力作用下平衡問題的方法步驟：

　　庫侖力作用下平衡問題的分析方法與純力學(xué)平衡問題的分析方法是相同的，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了電場力。具體步驟如下：

　　4．庫侖力作用下的動力學(xué)問題

　　解決與電場力有關(guān)的動力學(xué)問題的一般思路：

　�。�1）選擇研究對象（多為一個(gè)帶電體，也可以是幾個(gè)帶電體組成的系統(tǒng)）；

　�。�2）對研究對象進(jìn)行受力分析，包括電場力、重力（電子、質(zhì)子、正負(fù)離子等基本粒子在沒有明確指出或暗示時(shí)一般不計(jì)重力，帶電油滴、帶電小球、帶電塵埃等帶電體一般計(jì)重力）；

　�。�3）分析研究對象所處的狀態(tài)是平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運(yùn)動）還是非平衡狀態(tài)（變速運(yùn)動等）；

　�。�4）根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程求解。

　　難點(diǎn)2 兩種等量點(diǎn)電荷的電場

　　【要點(diǎn)解讀】

　　兩種等量點(diǎn)電荷的電場

　　難點(diǎn)3 電場中的功能關(guān)系

　　【要點(diǎn)解讀】

　　1．求電場力做功的四種方法

　�。�1）定義式：WAB＝Flcosα＝qEdcosα（適用于勻強(qiáng)電場）。

　�。�2）電勢的變化：W＝qUAB＝q（φA－φB）。

　�。�3）動能定理：W電＋W其他＝ΔEk。

　　（4）電勢能的變化：WAB＝－ΔEpBA＝EpA－EpB。

　　2．電場中的功能關(guān)系

　�。�1）若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變。

　�。�2）若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變。

　�。�3）除重力外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的增量。

　�。�4）所有外力對物體所做的總功，等于物體動能的變化。

　　【規(guī)律總結(jié)】處理電場中能量問題的基本方法

　　在解決電場中的能量問題時(shí)常用到的基本規(guī)律有動能定理、能量守恒定律，有時(shí)也會用到功能關(guān)系。

　�。�1）應(yīng)用動能定理解決問題需研究合外力的功（或總功）。

　�。�2）應(yīng)用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化。

　�。�3）應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應(yīng)關(guān)系。

　�。�4）有電場力做功的過程機(jī)械能一般不守恒，但機(jī)械能與電勢能的總和可以不變。

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