内容正文:
第八章 静电场
第1讲 电场力的性质
一、电荷及电荷守恒定律
1.元电荷
(1)定义:自然界中最小的电荷量。
(2)大小:e= 。
2.点电荷:代表带电体的有一定电荷量的点,当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的大小、 及 状况对它们之间的作用力的影响可以忽略,这样的带电体可以看作点
电荷。
3.电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中, 保持不变。
(2)更普遍的表达:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的 保持不变。
(3)三种起电方式:摩擦起电、感应起电、 起电。
(4)带电实质:物体 。
(5)电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体,接触后再分开,二者带等量同种电荷;若两导体原来带异种电荷,则电荷先 ,余下的电荷再 。
二、库仑定律和电场强度
1.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 ,作用力的方向在 。
(2)表达式:F= ,式中k= N·m2/C2,叫作静电力常量。
(3)适用条件:真空中的静止 。
2.电场强度
(1)定义式:E= ;单位:N/C或V/m。
(2)决定式:点电荷的电场强度E=k。
(3)矢量性:规定 在电场中某点所受静电力的方向为该点电场强度的方向。
3.电场线的特点
(1)电场线从 或 出发,终止于无限远或 。
(2)电场线在电场中 。
(3)在同一幅图中,电场线的疏密表示电场强度的大小。
(4)电场线上某点的切线方向表示该点的 。
(5)沿电场线方向电势逐渐 。
(6)电场线和等势面在相交处相互垂直。
第2讲 电场能的性质
一、静电力做功 电势能 电势 等势面
1.静电力做功
特点
静电力做功与 无关,只与初、末位置有关
计算
方法
①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿 的距离。
②WAB=qUAB,适用于
2.电势能
(1)定义:电荷在 中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到 位置时静电力所做的功。
(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于 的减少量,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。
(3)电势能的相对性:电势能是 的,通常把电荷离场源电荷 处的电势能规定为零,或把电荷在大地 上的电势能规定为零。
3.电势
定义
电荷在电场中某点具有的 与它的 之比
定义式
电势是 ,其正(负)表示该点电势比 高(低)
相对性
电势具有相对性,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同
注意:电势的高低与电场强度的大小没有联系。
4.等势面的特点
(1)等势面一定与 垂直。
(2)在同一 上移动电荷时静电力不做功。
(3)电场线方向总是从 的等势面指向 的等势面。
(4)等差等势面越密的地方电场强度 ,反之 。
二、电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系
1.电势差
(1)定义:在电场中,两点之间电势的差值叫作电势差。
(2)定义式:UAB=。
(3)电势差与电势的关系:UAB= ,UAB=-UBA。
(4)影响因素:电势差UAB由电场本身的性质决定,与移动的电荷q及静电力做的功WAB ,与零电势点的选取 。
2.匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)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 方向的距离的乘积。即U= ,也可以写作E=。
(2)公式U=Ed的适用范围:匀强电场。
(3)沿电场方向电势降低得最快。
第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动
一、电容器及电容
1.电容器
(1)组成:由两个彼此 又相距很近的导体组成。
(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值。
(3)电容器的充、放电。
①充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的 ,电容器中储存电场能。
②放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能。
2.电容
定义
电容器所带的 与电容器两极板之间的 之比
定义式
C=
单位
法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1 F= μF= pF
意义
表示电容器容纳电荷本领的高低
决定
因素
由电容器本身物理条件(大小、形状、相对位置及电介质)决定,与电容器是否带电