高二物理3-1電學(xué)(2)
高二物理3-1電學(xué)
三、電場(chǎng)力的性質(zhì)
1、電場(chǎng)的基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中電荷有力的作用。
2、電場(chǎng)強(qiáng)度E
(1)定義：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。
(2)定義式：E與F、q無(wú)關(guān)，只由電場(chǎng)本身決定。
(3)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量：大?。?jiǎn)挝浑姾墒艿降碾妶?chǎng)力。
方向：規(guī)定正電荷受力方向，負(fù)電荷受力與E的方向相反。
(4)單位：N/C,V/m1N/C=1V/m
(5)其他的電場(chǎng)強(qiáng)度公式
○1點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式：——Q場(chǎng)源電荷
○2勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)公式：——d沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間距離
(6)場(chǎng)強(qiáng)的疊加：遵循平行四邊形法則
3、電場(chǎng)線
(1)意義：形象直觀描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向理性模型，實(shí)際上是不存在的
(2)電場(chǎng)線的特點(diǎn)：
○1電場(chǎng)線起于正(無(wú)窮遠(yuǎn))，止于(無(wú)窮遠(yuǎn))負(fù)電荷
○2不封閉，不相交，不相切
○3沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，且電勢(shì)降低最快。一條電場(chǎng)線無(wú)法判斷場(chǎng)強(qiáng)大小，可以判斷電勢(shì)高低。
○4電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，靜電平衡導(dǎo)體，電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面
(3)幾種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線
四、應(yīng)用——帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
(平衡問(wèn)題，加速問(wèn)題，偏轉(zhuǎn)問(wèn)題)
1、基本粒子不計(jì)重力，但不是不計(jì)質(zhì)量，如質(zhì)子，電子，α粒子,氕，氘，氚
帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計(jì)算重力。
2、平衡問(wèn)題：電場(chǎng)力與重力的平衡問(wèn)題。
mg=Eq
3、加速問(wèn)題
(1)由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)(不計(jì)重力)，只受電場(chǎng)力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則
(2)由動(dòng)能定理解釋，
可見(jiàn)加速的末速度與兩板間的距離d無(wú)關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一樣，d越大，飛行時(shí)間越長(zhǎng)。
3、偏轉(zhuǎn)問(wèn)題——類平拋運(yùn)動(dòng)
在垂直電場(chǎng)線的方向：粒子做速度為v0勻速直線運(yùn)動(dòng)。
在平行電場(chǎng)線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
帶電粒子若不計(jì)重力，則在豎直方向粒子的加速度
帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場(chǎng)水平距離為L(zhǎng)，若不能飛出電場(chǎng)則水平距離為x
帶電粒子飛行的時(shí)間：t=x/v0=L/v0——————○1
粒子要能飛出電場(chǎng)則：y≤d/2————————○2
粒子在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)：———○3
粒子在豎直方向的分速度:——————○4
粒子出電場(chǎng)的速度偏角：——————○5
由○1○2○3○4○5可得：
飛行時(shí)間：t=L/vO豎直分速度：
側(cè)向偏移量：偏向角：
飛行時(shí)間：t=L/vO
側(cè)向偏移量：y’=
偏向角：
在這種情況下，一束粒子中各種不同的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡相同。即不同粒子的側(cè)移量，偏向角都相同，但它們飛越偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間不同，此時(shí)間與加速電壓、粒子電量、質(zhì)量有關(guān)。
如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時(shí)，只要將加速度a重新求出即可，具體計(jì)算過(guò)程相同
五、電容器及其應(yīng)用
1、電容器充放電過(guò)程：(電源給電容器充電)
充電過(guò)程S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能
放電過(guò)程S-B：電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能
2、電容
(1)物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。
(2)定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電壓U的比值就叫做電容器的電容。
(3)定義式：——是定義式不是決定式
——是電容的決定式(平行板電容器)
(4)單位：法拉F，微法μF，皮法pF
1pF=10-6μF=10-12F
(5)特點(diǎn)
1電容器的帶電量Q是指一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值。
2電容器的電容C與Q和U無(wú)關(guān)，只由電容器本身決定。
3在有關(guān)電容器問(wèn)題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個(gè)公式和○3的結(jié)論聯(lián)合使用進(jìn)行判斷
4電容器始終與電源相連，則電容器的電壓不變。電容器充電完畢，再與電源斷開(kāi)，則電容器的帶電量不變。
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