第二章 电势能与电势差 知识点总结 高二上学期物理鲁科版(2019)必修第三册

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第二章 电势能与电势差 知识点总结 高二上学期物理鲁科版(2019)必修第三册

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2.1 静电力做功与电势能
复习回顾:
功的定义:“力”乘以“力方向上的位移”
正功:负功:
总功:(各个力对物体所做功的代数和)
(合力对物体所做的功)
能量:物体能对外做功,说明物体具有能量
功是能量转化的量度;做多少功就有多少能量发生转化。
1.静电力做功的特点
静电力做功的特点:静电力做功与路径无关,只与电荷的始末位置有关。
(所以电场均适用)
匀强电场中静电力做功: (只适用于匀强电场)
2.静电力(电场力)做功、电势能
电势能:电荷在电场中具有势能,这种势能称为电势能,用符号表示。
电势能的大小:电荷在电场中某点的电势能,等于电荷从该点移动到
零电势能点静电力所做的功。
电势能零点的规定:通常将电荷在大地表面的电势能规定为零,或者
将电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零。
静电力做功与电势能的关系:静电力做正功,电势能减小;
静电力做负功,电势能增大。
A→B过程静电力做功:
2.2 电势与等势面
1.如何描述电场让电荷具有电势能的能力的强弱?→“电势”
定义:电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量之比,称为该点的电势。
定义式:公式中的物理量都有正负
电势仅与电场本身有关,与电势能的值及试探电荷的电荷量、电性均无关。
类似于电场强度。
国际单位:伏特,符号为V
电势是标量:只有大小没有方向,但有正负,电势为正表示该点电势比
零电势高,电势为负表示比零电势低。
电势具有相对性:电场中各点的电势值与所选取的零电势点位置有关,
一般情况下选距离场源电荷无穷远处或地球为零电势点。
2.电势的特点
①沿着电场线的方向,电势逐渐降低;
②逆着电场线的方向,电势逐渐升高;
③靠近正点电荷的电势高,靠近负点电荷的电势低。
3.等势面
定义:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面
两个等量异种点电荷连线的中垂面是等势面。
4.等势面的特点
①在同一等势面上移动电荷,电场力不做功,电场力方向与等势面垂直;
②电场线与等势面处处垂直;
③等差等势面间的疏密程度表示了场强的大小,越密场强越大;
④电场线的方向由高等势面指向低等势面;
⑤等势面不相交;等势面是假想的面,实际并不存在;
⑥匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面。
2.3 电势差与电场强度的关系
1.电势差
定义:电场中两点电势的差值,用符号U表示。
在电场中,选择不同的位置作为零电势点,电场中同一点的电势是不同的,
但电场中两点间电势的差值不会变。
定义式:
单位:伏特(V)
电势差是标量:只有大小没有方向,但有正负。
可根据电势差的正负来判断两点电势的高低。
2.电势差与电场力做功的关系
电子伏特:一个电子在电势差为1V的两点间移动时,电场力做的功。
,eV称为电子伏特,也是国际上常用的能量单位
3.匀强电场中电势差与电场强度的关系
匀强电场中静电力做功:
匀强电场的电场强度:d:沿电场方向两点间的距离
电场强度的单位:V/m公式的适用条件:匀强电场
2.4 带电粒子在电场中的运动
复习回顾:
1.匀速直线运动:
2.匀变速直线运动:
① ② ③
④⑤⑥
3.曲线运动:
条件:物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上
速度方向:沿曲线在该点的切线方向
轨迹特点:轨迹始终夹在合力与速度方向之间,且向合力方向弯曲
4.平抛运动:
水平方向:匀速直线运动 ① ②
竖直方向:自由落体运动 ③④
合位移:⑤合速度:⑥
推论:
①② A是水平位移的中点
5.合运动与分运动的关系:
①独立性:各分运动独立进行,互不影响。
②等时性:合运动和分运动经历的时间相等。
③等效性:各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效。
运动的合成与分解遵循平行四边形定则。
1.带电粒子的加速
电子带负电,质子带正电,它们的重力远小于静电力,重力可忽略。
带电粒子由静止释放:沿电场力方向在匀强电场中做匀加速直线运动。
带电粒子离开加速电场时的速度(“动能定理”或“牛顿第二定律”)
①动能定理:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量
②牛顿第二定律:
2.带电粒子的偏转、示波器
带电粒子在偏转板中做“类平抛运动”
将运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动
水平方向(x轴方向):匀速直线运动
竖直方向(y轴方向):匀加速直线运动
运动时间:
偏转角度:
两个推论:①“速度角正切值”= 2倍“位移角正切值”
② 速度方向的反向延长线一定通过水平位移的中点
2.5 科学探究:电容器
1.电容器
能储存电荷的电学元件称为电容器。
两块彼此绝缘的平行金属板可组成最简单的电容器,即平行板电容器。
2.电容器的充、放电
电容器充电:让电容器带上等量异种电荷的过程。
充电后,两极板间存在电场,电荷因受静电力的作用而储存在极板上。
电容器放电:让电容器储存的电荷释放的过程。
当充电后的电容器两极板接通时,电路中会形成瞬时电流而发生放电。
3.实验:观察电容器的充、放电现象
实验结论:
在电容器开始充电时:
电路电流瞬间达到最大值,然后逐渐减小至0;
两板间电压逐渐增大后保持不变;两板间电荷量逐渐增加后保持不变。
在电容器开始放电时:
电路电流瞬间达到最大值,然后逐渐减小至0;
两板间电压逐渐减小至0;两板间电荷量逐渐减小至0。
4.如何描述电容器储存电荷本领的强弱?→“电容”
电容的定义式:Q:电容器任意一个极板所带电荷量的绝对值
电容大小由电容器本身性质决定,与电容器所带电荷量、极板间电压无关。
国际单位:法拉,简称法,符号为F1F=1C/V
电容的决定式:
平行板电容器电容与极板的正对面积S成正比,与极板间的距离d成反比。

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