A. 大學物理求電場強度的幾種方法,並闡述所包含的物理思想。
2.庫侖定律:F=kQ1*Q2/r^2
(在真空中)
{F:點電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×10^9N·m^2/C^2,Q1、Q2:兩點電荷的電量(C),r:兩點電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3.電場強度:E=F/q(定義式、計算式,場強是本身的性質與電場力和電量無關)
{E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}
4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2
{r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}
5.勻強電場的場強E=UAB/d
{UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)}
6.電場力:F=q*E
{F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強度(N/C)}
7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功:WAB=q*UAB=Eq*d
{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)}
9.電勢能:
EA=q*φA
{EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA
{帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-q*UAB
(電勢能的增量等於電場力做功的負值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式)
{C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd
(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ε:介電常數)
常見電容器
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK
或
qU=mVt2/2,
Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)
類平拋
垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)
運動
平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記;
(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;
(5)處於靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面,導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布於導體外表面;
(6)電容單位換算:1F=10^6μF=10^12pF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相關內容:靜電屏蔽
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示波管、示波器及其應用
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等勢面/尖端放電等。
(9)電場強度E=U/d=4πkQ/εS,並且做功W=U*q
B. 電場強度的計算公式是什麼
E=F/q,這個是電場強度的定義式,適用於一切電場場強的計算。E表示電場中某點的場強,F表示放在這個點的(試探)電荷所受的電場力,q指的是這個(試探)電荷的電荷量。這個公式中E與F和q無關,不存在E與F正比於q反比關系。
E=kQ/r^2,這個公式為點電荷場強的決定式,只適用於點電荷場強的計算。k為靜電力常量,Q為場源電荷電荷量,r是離場源電荷的距離。點電荷在某點產生的場強與場源電荷成正比,與離場源電荷的距離的平方成反比。
E=U/d,這個公式只適用於勻強電場場強的計算。U為勻強電場中兩點間的電勢差,d為這兩點間沿場強方向的距離。此公式也可以用於非勻強電場中某些量的定性判斷。
電場強度是矢量,以上三個公式一般都只是用來計算場強的大小,場強的方向需要另外判斷。
場強方向判斷方法:規定電場中某點的場強方向與放在該點的正電荷所受電場力方向相同,與負電荷所受電場力方向相反;在勻強電場中還可以利用電場線由高等勢面指向低等勢面;點電荷產生的電場也可以通過場源電荷的電性來判斷。