高二物理3-1電學(xué)(2)
高二物理3-1電學(xué)
三、電場力的性質(zhì)
1、電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中電荷有力的作用。
2、電場強度E
(1)定義：電荷在電場中某點受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點的電場強度。
(2)定義式：E與F、q無關(guān)，只由電場本身決定。
(3)電場強度是矢量：大小：單位電荷受到的電場力。
方向：規(guī)定正電荷受力方向，負電荷受力與E的方向相反。
(4)單位：N/C,V/m1N/C=1V/m
(5)其他的電場強度公式
○1點電荷的場強公式：——Q場源電荷
○2勻強電場場強公式：——d沿電場方向兩點間距離
(6)場強的疊加：遵循平行四邊形法則
3、電場線
(1)意義：形象直觀描述電場強弱和方向理性模型，實際上是不存在的
(2)電場線的特點：
○1電場線起于正(無窮遠)，止于(無窮遠)負電荷
○2不封閉，不相交，不相切
○3沿電場線電勢降低，且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強大小，可以判斷電勢高低。
○4電場線垂直于等勢面，靜電平衡導(dǎo)體，電場線垂直于導(dǎo)體表面
(3)幾種特殊電場的電場線
四、應(yīng)用——帶電粒子在電場中的運動
(平衡問題，加速問題，偏轉(zhuǎn)問題)
1、基本粒子不計重力，但不是不計質(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算重力。
2、平衡問題：電場力與重力的平衡問題。
mg=Eq
3、加速問題
(1)由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場中加速運動(不計重力)，只受電場力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則
(2)由動能定理解釋，
可見加速的末速度與兩板間的距離d無關(guān)，只與兩板間的電壓有關(guān)，但是粒子在電場中運動的時間不一樣，d越大，飛行時間越長。
3、偏轉(zhuǎn)問題——類平拋運動
在垂直電場線的方向：粒子做速度為v0勻速直線運動。
在平行電場線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運動
帶電粒子若不計重力，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，若能飛出電場水平距離為L，若不能飛出電場則水平距離為x
帶電粒子飛行的時間：t=x/v0=L/v0——————○1
粒子要能飛出電場則：y≤d/2————————○2
粒子在豎直方向做勻加速運動：———○3
粒子在豎直方向的分速度:——————○4
粒子出電場的速度偏角：——————○5
由○1○2○3○4○5可得：
飛行時間：t=L/vO豎直分速度：
側(cè)向偏移量：偏向角：
飛行時間：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動軌跡相同。即不同粒子的側(cè)移量，偏向角都相同，但它們飛越偏轉(zhuǎn)電場的時間不同，此時間與加速電壓、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，只要將加速度a重新求出即可，具體計算過程相同
五、電容器及其應(yīng)用
1、電容器充放電過程：(電源給電容器充電)
充電過程S-A：電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能
放電過程S-B：電容器的電場能轉(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
1電容器的帶電量Q是指一個極板帶電量的絕對值。
2電容器的電容C與Q和U無關(guān)，只由電容器本身決定。
3在有關(guān)電容器問題的討論中，經(jīng)常要用到以下三個公式和○3的結(jié)論聯(lián)合使用進行判斷
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，則電容器的帶電量不變。
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