高二物理選修3-1靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)(2)
3. 電勢(shì)能大小的確定
電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處電場(chǎng)力所做的功。
三、電勢(shì)
電勢(shì)：置于電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷具有的電勢(shì)能與其電量的比叫做該點(diǎn)的電勢(shì)。是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。其大小與試探電荷的正負(fù)及電量q均無(wú)關(guān)，只與電場(chǎng)中該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置有關(guān)，故其可衡量電場(chǎng)的性質(zhì)。
單位：伏特(V)標(biāo)量
1. 電勢(shì)的相對(duì)性：某點(diǎn)電勢(shì)的大小是相對(duì)于零點(diǎn)電勢(shì)而言的。零電勢(shì)的選擇是任意的，一般選地面和無(wú)窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能面。
2. 電勢(shì)的固有性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的大小是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無(wú)關(guān)。
3. 電勢(shì)是標(biāo)量,只有大小,沒有方向.(負(fù)電勢(shì)表示該處的電勢(shì)比零電勢(shì)處電勢(shì)低.)
4. 計(jì)算時(shí)EP,q, 都帶正負(fù)號(hào)。
5. 順著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低。
6. 與電勢(shì)能的情況相似,應(yīng)先確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)為零.(通常取離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零.)
三、等勢(shì)面
1. 等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面。
2. 等勢(shì)面的特點(diǎn)
①等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，在同一等勢(shì)面的兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功;
②電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，任意兩個(gè)等勢(shì)面都不會(huì)相交;
③等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大。
第5節(jié) 電勢(shì)差
一、電勢(shì)差：電勢(shì)差等于電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的差值
二、電場(chǎng)力的功
電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與重力做功一樣，只與始末位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)。
第6節(jié) 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
一、場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系? (下圖)
結(jié)論：電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)沒有直接關(guān)系!
二、勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系
勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)方向距離的乘積
在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢(shì).
電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向.
推論：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿任意一個(gè)方向上，電勢(shì)降落都是均勻的，故在同一直線上間距相同的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等。
第7節(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用
一、靜電感應(yīng)現(xiàn)象
1. 導(dǎo)體：容易導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體。
2. 導(dǎo)體中存在大量自由電荷。常見的導(dǎo)體有：金屬、石墨、人體、大地、酸堿鹽溶液等。
3. 靜電感應(yīng)現(xiàn)象：放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體，其內(nèi)部的自由電子在電場(chǎng)力的作用下向電場(chǎng)的反方向作定向移動(dòng)，致使導(dǎo)體的兩端分別出現(xiàn)等量的正、負(fù)電荷。這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)現(xiàn)象。
4. 感應(yīng)電荷：靜電感應(yīng)現(xiàn)象中，導(dǎo)體不同部分出現(xiàn)的凈電荷。
二、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)
1. 靜電場(chǎng)中導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)分布
2. 靜電平衡：電場(chǎng)中導(dǎo)體內(nèi)(包括表面上)自由電荷不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)。
3. 靜電平衡導(dǎo)體的特性：
(1)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零
(2) 導(dǎo)體是等勢(shì)體,表面為等勢(shì)面
(3)導(dǎo)體外部表面附近場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)的表面垂直
三、導(dǎo)體上電荷分布
1. 法拉弟圓桶實(shí)驗(yàn)
2. 靜電平衡時(shí)，超導(dǎo)體上電荷分布規(guī)律：
導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面
在超導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，凹陷位置幾乎沒有電荷。
3. 尖端放電：
四、靜電屏蔽
1. 空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩可以把外部電場(chǎng)遮住，使其不受外電場(chǎng)的影響。
2. 靜電屏蔽的兩種情況
導(dǎo)體內(nèi)腔不受外界影響：
接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響：
3. 靜電屏蔽的本質(zhì)：靜電感應(yīng)與靜電平衡
4. 靜電屏蔽的應(yīng)用：
電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面金屬罩、通訊電纜外層金屬套
電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋
第8節(jié) 電容器的電容
一、電容器
1. 電容器：任何兩個(gè)彼此絕緣、相互靠近的導(dǎo)體可組成一個(gè)電容器，貯藏電量和能量。兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容器的兩極。
2. 電容器的帶電量：電容器一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值。
3. 電容器的充電、放電.
操作：把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，兩個(gè)極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個(gè)過程叫做充電。
現(xiàn)象：從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的充電電流。充電后,切斷與電源的聯(lián)系,兩個(gè)極板間有電場(chǎng)存在,充電過程中由電源獲得的電能貯存在電場(chǎng)中,稱為電場(chǎng)能。
操作：把充電后的電容器的兩個(gè)極板接通,兩極板上的電荷互相中和,電容器就不帶電了,這個(gè)過程叫放電。
充電——帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場(chǎng)強(qiáng)E增加, 電能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能
放電——帶電量Q減少,板間電壓U減少,板間場(chǎng)強(qiáng)E減少,電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能
二、電容
1. 定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)U的比值，叫做電容器的電容
C=Q/U，式中Q指每一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值
?、匐娙菔欠从畴娙萜鞅旧砣菁{電荷本領(lǐng)大小的物理量，跟電容器是否帶電無(wú)關(guān)。
?、陔娙莸膯挝唬涸趪?guó)際單位制中，電容的單位是法拉，簡(jiǎn)稱法，符號(hào)是F。
常用單位有微法(μF)，皮法(pF) 1μF = 10-6F，1 pF =10-12F
2. 平行板電容器的電容C：跟介電常數(shù)成正比，跟正對(duì)面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。
是電介質(zhì)的介電常數(shù)，k是靜電力常量;空氣的介電常數(shù)最小。
3. 電容器始終接在電源上，電壓不變;電容器充電后斷開電源，帶電量不變。
第9節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
研究帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)要注意以下三點(diǎn)：
1. 帶電粒子受力特點(diǎn)。
2. 結(jié)合帶電粒子的受力和初速度分析其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。
3. 注意選取合適的方法解決帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問題。
一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速
例1：在真空中有一對(duì)帶電平行金屬板，板間電勢(shì)差為U，若一個(gè)質(zhì)量為m，帶正電電荷量為q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。
二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)
例2：如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)以初速度v0沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入，兩平行板的間距為d，兩板間的電勢(shì)差為U，金屬板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，
(1)若帶電粒子能從兩極板間射出，求粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量。
(2)若帶電粒子能從兩極板間射出，求粒子射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度。
三、帶電粒子的分類
(1)基本粒子
如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。
(2)帶電微粒
如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。
高二物理學(xué)習(xí)方法
一、聯(lián)系實(shí)際，幫助理解
從初中物理到高中物理最大的變化就是知識(shí)要求的變化。初中物理是通過現(xiàn)象認(rèn)識(shí)規(guī)律，因此，初中物理主要的學(xué)習(xí)方法是“記憶”;高中物理則是通過對(duì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)理解來(lái)解決一些實(shí)際問題、解釋一些自然現(xiàn)象，所以高中物理主要的學(xué)習(xí)方法是“理解”。
做到理解的基本步驟是：一練、二講、三應(yīng)用。“一練”即要在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行適當(dāng)?shù)木毩?xí)，通過對(duì)不同類型習(xí)題的練習(xí)，多方面、多角度地認(rèn)識(shí)概念、認(rèn)識(shí)規(guī)律、認(rèn)識(shí)知識(shí)點(diǎn)、認(rèn)識(shí)考點(diǎn)。
關(guān)于練習(xí)在物理中的重要性，我國(guó)物理學(xué)家嚴(yán)濟(jì)慈先生有這樣一段話，希望同學(xué)們記住嚴(yán)老的教誨：“做習(xí)題可以加深理解，融會(huì)貫通，鍛練思考問題和解決問題的能力。一道習(xí)題做不出來(lái)，說(shuō)明你還沒有真懂;即使所有的習(xí)題都做出來(lái)了，也不一定說(shuō)明你全懂了，因?yàn)槟阕隽?xí)題有時(shí)只是在湊公式而已。如果知道自己懂在什么地方，不懂又在什么地方，還能設(shè)法去弄懂它，到了這種地步，習(xí)題就可以少做。”嚴(yán)濟(jì)慈先生的這段話充分說(shuō)明了做練習(xí)對(duì)理解物理規(guī)律的重要作用;“二講”即把自己對(duì)規(guī)律、對(duì)概念、對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)講給同學(xué)，或者講給假想的同學(xué)，在講解時(shí)要多考慮如何講對(duì)方才能聽明白，如何講對(duì)方才更容易接受。一個(gè)概念、一條規(guī)律若能講一次或講清一個(gè)問題，自己對(duì)該概念或規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解就會(huì)有一個(gè)較大的提高;“三應(yīng)用”即試著用學(xué)過的規(guī)律去解釋一些實(shí)際問題，若能做到這一點(diǎn)，才算真正的理解。例如在學(xué)習(xí)摩擦力時(shí)，練習(xí)過程中經(jīng)常會(huì)遇到“摩擦力既可做動(dòng)力又可做阻力”這一說(shuō)法，摩擦力做阻力現(xiàn)實(shí)中的例子很多，也很好理解。但摩擦力做動(dòng)力就不那么好理解，這時(shí)若能舉一個(gè)傳送帶的例子，并能講清楚，摩擦力做動(dòng)力這一問題就能徹底解決，真正理解。
二、抓住課堂，提高效率
“堂上一分鐘，堂下十分鐘”這一老話充分說(shuō)明了課堂的重要性，也充分說(shuō)明了抓住課堂與提高效率的關(guān)系。課堂是學(xué)習(xí)的主陣地，是獲取知識(shí)的主要場(chǎng)所。所以抓住了課堂也就守住了陣地，同時(shí)，只有守住了這塊陣地，才能真正提高學(xué)習(xí)效率，才能使我們的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。所以說(shuō)抓住課堂是學(xué)好物理的最基本的方法，也是最有效的方法。
如何才能抓住課堂?抓住課堂抓什么?一要?jiǎng)幽X：即要積極思考讓自己的思路跟上老師的思路，認(rèn)真的聽思路、聽方法，聽老師如何審題，如何找關(guān)鍵點(diǎn)，如何破題;二要?jiǎng)邮郑簞?dòng)手記重點(diǎn)和疑點(diǎn)，尤其是疑點(diǎn)，不僅要記下而且要抓住不放，利用課余時(shí)間問老師、問同學(xué)直到弄懂為止。三要?jiǎng)涌冢簞?dòng)口回答老師提出的問題，這時(shí)千萬(wàn)不要有害怕答錯(cuò)而不敢開口的想法，一旦有了這種想法，自己的問題就不能被老師發(fā)現(xiàn)，問題也就難以得到解決，長(zhǎng)此以往，就會(huì)被堆積的問題壓跨。因此一定要大膽開口答題，大膽開口質(zhì)疑，使問題及時(shí)得到解決。
另外，高一物理中所涉及的一些內(nèi)容在現(xiàn)實(shí)中難以找到實(shí)例，對(duì)這些內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解就只有通過課堂這一途徑來(lái)解決。例如：高一教材中萬(wàn)有引力一章中有關(guān)天體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容，在實(shí)際生活中不可能找到對(duì)應(yīng)的實(shí)例來(lái)幫助我們理解，如果我們?cè)僮ゲ蛔≌n堂，那么這部分知識(shí)就不可能真正的理解。
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