物理必修3

一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。2、元电荷：一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子所带的电量。说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，②接触起电，③感应起电。4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们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，系统的电荷总数是不变的．注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。二、库仑定律1．内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。2．公式：F=kQ1Q2／r2k＝9．0×109N·m2／C23．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。点电荷很相似于我们力学中的质点．注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引”的规律定性判定。三、电场1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。四、电场强度1．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱2．表达式：E＝F/q单位是：N/C或V/m；E=kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷）E＝U/d（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离）3．方向：与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直．4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，该处的场强大小方向仍不变，这一点很相似于重力场中的重力加速度，点定则重力加速度定，与放入该处物体的质量无关，即使不放入物体，该处的重力加速度仍为一个定值．5、电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则．（平行四边形法则和三角形法则）6、电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关，五、电场线：是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在．1．切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．2．从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．3．疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．4．匀强电场的电场线平行且距离相等．5．没有画出电场线的地方不一定没有电场．6．顺着电场线方向，电势越来越低．7．电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直．8．电场线永不相交也不闭合，9．电场线不是电荷运动的轨迹．【要点名师透析】一、对库仑定律的进一步理解1.适用条件只适用于真空中的两个静止点电荷之间的相互作用力或者静止点电荷对运动点电荷的作用力的计算，r→0时，公式不适用，因为这时两电荷已不能再看做点电荷了.2.三个点电荷的平衡问题如图所示在一条直线上的A、B、C三点，自由放置点电荷QA、QB、QC，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹异).(2)QA＞QB，QC＞QB(两大夹小).(3)若QC＞QA，则QB靠近QA(近小远大).概括成易记的口诀为：“三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大.”解决方法根据三点合力(场强)均为零，列方程求解：一、电势差1.定义：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与该电荷电荷量的比值qWAB就叫做AB两点的电势差，用ABU表示。2.定义式：qWUABAB3.单位：)CJ1V1(伏特4.矢标性：是标量，当有正负，正负代表电势的高低二.电势1.定义：电势实际上是和标准位置的电势差，即电场中某点的电势。在数值上等于把1C正电荷从某点移到标准位置（零电势点）是静电力说做的功。2.定义式：)0(BABABAqWU3.单位：)11(CJV伏特4.矢标性：是标量，当有正负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低。三.电势能1.定义：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这一点到电势能为零处（电势为零）静电力所做的功。2.定义式：qEP3.单位：焦耳（J）4.矢标性：是标量，当有正负，电势能的正负表示该点电势能比零电势能点高还是低。5.电场力做功与电势能变化的关系⑴静电力对电荷做正功电势能就减小，静电力对电荷做负功电势能就增加。⑵静电力对电荷做功等于电荷电势能的变化量，所以静电力的功是电荷电势能变化的量度。用PE表示电势能，则将电荷从A点移到B点，有PPBPABAABABEEEqqUqW四.等势面1.定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。2.等势面的特点⑴等势面一定跟电场线垂直⑵电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面⑶任意两等势面都不会相交⑷电荷在同一等势面上移动时，电场力做功为零⑸电场强度较大的地方，等差等势面较密⑹几种常见的等势面如下：五.匀强电场中电势差和电场强度的关系1.匀强电场中电势差U和电场强度E的关系式为：dEU2.说明⑴dEU只适用于匀强电场的计算⑵式中的d的含义是某两点沿电场线方向上的距离，或两点所在等势面间距。由此可以知道：电场强度的方向是电势降落最快的方向。【要点名师透析】一。电容器1.构成：两个互相靠近又彼此绝缘的导体构成电容器。2.充放电：（1）充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程。充电的过程是将电场能储存在电容器中。（2）放电：使充电后的电容器失去电荷的过程。放电的过程中储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能量。3．电容器带的电荷量：是指每个极板上所带电荷量的绝对值4.电容器的电压：（1）额定电压：是指电容器的对大正常工作即电容器铭牌上的标定数值。（2）击穿电压：是指把电容器的电介质击穿导电使电容器损坏的极限电压。二.电容1．定义：电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的比值2．定义式：是计算式非决定式）(UQUQC3．电容的单位：法拉，符号：F。PFFF126101014．物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，在数值上等于电容器两板间的电势差增加1V所需的电荷量。5．制约因素：电容器的电容与Q、U的大小无关，是由电容器本身的结构决定的。对一个确定的电容器，它的电容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关。三.平行板电容器1．平行板电容器的电容的决定式：ddkCSS41即平行板电容器的电容与介质的介电常数成正比，与两板正对的面积成正比，与两板间距成反比。2．平行板电容器两板间的电场：可认为是匀强电场，E=U/d四.带电粒子在电场中的运动1.带电粒子的加速：对于加速问题，一般从能量角度，应用动能定理求解。若为匀变速直线运动，可用牛顿运动定律与运动学公式求解。2.带电粒子在匀强电场中的偏转：对于带电粒子以垂直匀强电场的方向进入电场后，受到的电场力恒定且与初速度方向垂直，做匀变速曲线运动（类平抛运动）。⑴处理方法往往是利用运动的合成与分解的特性：分合运动的独立性、分合运动的等时性、分运动与合运动的等效性。沿初速度方向为匀速直线运动、沿电场力方向为初速度为零的匀加速运动。⑵基本关系：x方向：匀速直线运动tvLvvx00，Y方向：初速度为零的匀加速直线运动①．离开电场时侧向偏转量：20222121mdvqULaty②．离开电场时的偏转角：φ200tanmdvqULvvy推论1.粒子从偏转电场中射出时,其速度反向延长线与初速度方向交一点,此点平分沿初速度方向的位移。推论2.位移和速度不在同一直线上，且tanφ=2tanα。【要点名师精解】一、平行板电容器的动态分析1.运用电容器定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变.(2)用决定式C=分析平行板电容器电容的变化.(3)用定义式C=分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化.(4)用E=分析平行板电容器极板间匀强电场场强的变化.mdqUmFaatyatvy，，2212.电容器两类动态变化的分析比较(1)第一类动态变化：两极板间电压U恒定不变(2)第二类动态变化：电容器所带电荷量Q恒定不变