《电场复习》课件

电场复习课程目标理解电场基本概念学习电势能和电势掌握电场强度的定义、计算理解电势能和电势的概念，方法以及电场线的概念并掌握其计算方法掌握电场力做功和电容了解电场力做功的原理，并学习电容的概念和计算方法电场基本概念定义电场力12由电荷产生的空间，电荷电荷在电场中受到的力，在该空间中会受到力的作大小和方向都与电场强度用有关电场强度3描述电场强弱的物理量，单位为牛顿/库仑静电场的定义静电场电场力由静止电荷产生的电场称为静电场静电场对放入其中的电荷的作用力称为电场力库伦定律描述公式库伦定律描述了两个点电荷之间的相互作用力它指出，F=k*q1*q2/r^2两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比电场线和等势面电场线是用来描述电场的工具电场线的方向和电场强度的方向一致，且电场线越密集的地方，电场强度越大电场线不会相交，也不会闭合等势面是指电场中电势相等的点的集合等势面总是垂直于电场线电势差越大的地方，等势面之间的距离越大电荷的定义电荷是物质的一种基本属性，它正电荷会受到电场力的吸引，负决定了物质在电场中的行为电荷会受到电场力的排斥电荷的单位是库仑C，以法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·库仑命名电荷单位单位符号库仑C毫库仑mC微库仑μC点电荷场强公式1E=kQ/r²方向2沿径向指向正电荷，背离负电荷特点3场强与电荷量成正比，与距离平方成反比离子场强计算计算公式1E=kq/r²电荷量2q为离子所带电荷量距离3r为离子到场点的距离平板电荷场强均匀电场1平板电荷产生的电场在平板之间是均匀的，场强大小相等，方向相同场强公式2平板电荷产生的电场强度可以通过公式E=σ/ε₀计算，其中σ是平板的表面电荷密度，ε₀是真空介电常数应用3平板电荷场强在电容器、静电场分析等领域有广泛的应用球形电荷场强均匀带电球体球体内部场强为零，外部场强与点电荷相同非均匀带电球体场强计算需要根据球体电荷分布情况进行积分求解球形电荷场强公式E=kQ/r^2，其中k为库仑常数，Q为球体电荷量，r为场点到球心距离环形电荷场强场强公式1E=kQz/z^2+R^2^3/2方向2垂直于环面，指向环心特殊情况3z远大于R时，近似为点电荷场强电场能量电势能电场能量密度电场能量的应用一个电荷在电场中具有的能量，电场中每单位体积所具有的能量电场能量在很多领域都有应用，取决于电荷的电量和电势，与电场强度的平方成正比比如电容器、电磁波和粒子加速器电势能定义影响因素电势能是指电荷在电场中由于电电荷的电势能大小与电荷的电量场力作用而具有的能量和电场强度有关参考点电势能是相对值，需要选取一个参考点，通常选取无穷远处电势定义单位电势是指单位正电荷在电场电势的单位是伏特（V），1中从某一点移动到参考点所伏特等于1焦耳/库仑做的功，反映电场能使电荷做功的性质特点电势是标量，有正负之分，电势高的地方电场强度大，电势低的地方电场强度小静电势的计算公式应用1利用电势公式，结合已知条件进行计算，求解电势值边界条件2考虑电场边界条件，例如无穷远处电势为零等，以确保计算的准确性数值方法3对于复杂电场，可以采用数值方法，例如有限元法，进行电势计算电场力作用力方向电场力是电场对带电粒子的作用力，大小与电荷量和电场强电场力方向与电场方向相同，如果电荷为正，则电场力方向度成正比，方向与电场方向相同或相反与电场方向相同；如果电荷为负，则电场力方向与电场方向相反电场力做功定义公式特点电场力做功是指电场力对电荷所做的W=qU，其中W为电场力做功，q为电场力做功与路径无关，只与电荷的功电荷量，U为电势差初末位置有关极化现象当介质处于电场中时，介质内部的电荷会发生重新分布，导致介质内部出现电极化，这个现象称为极化现象极化现象会导致介质内部出现极化电荷，从而影响电场的分布极化电荷定义类型影响123当介质被置于电场中时，介质极化电荷分为两种表面电荷极化电荷的存在会影响电场的内部的电荷会重新分布，形成和体电荷强度和方向极化电荷电感应效应带电体的影响感应电荷当带电体靠近一个导体时，导体内的自由电子会受到静电靠近带电体的导体表面会产生与带电体极性相反的电荷，力作用而重新分布称为感应电荷电容与电容器电容定义电容器定义电容是衡量电容器储存电荷电容器是由两个彼此绝缘的能力的物理量，表示在一定导体构成，通常由金属板或电压下，电容器储存电荷的薄膜构成，并被绝缘材料或多少真空隔开电容单位法拉（F），1法拉等于1库仑的电荷在1伏特的电势差下储存的电量电容器的种类固定电容器可变电容器电容量固定，一般由金属薄片或电容量可以调整，通常用于无线金属箔构成电接收机中电解电容器电容量较大，常用于电源电路中电容器的功能储能滤波耦合去耦电容器可以存储电能，在电容器可以过滤掉电路中电容器可以将电路中的信电容器可以降低电路中的需要时释放能量的交流信号，只允许直流号传递到另一个电路噪声，使电路更稳定信号通过电容器容量计算公式电容器的容量C等于电容器两极板间所带电荷量Q与电压U之比C=Q/U单位电容器容量的单位为法拉F，1F=1库仑/伏特实际应用中，常用的单位有微法μF、纳法nF和皮法pF影响因素电容器容量的大小主要取决于两极板的面积、极板之间的距离以及介质的介电常数电容器串并联串联1容量减小并联2容量增大电场应用案例电场在现实生活中有着广泛的应用，从日常生活中常见的电子产品到高科技领域的研究，电场无处不在例如，静电复印机利用静电场来吸引墨粉，从而实现复印功能；电容式触摸屏利用电场来识别手指触摸的位置，从而实现触控操作；雷达利用电磁波来探测目标，电磁波就是一种电磁场课程小结电场基本概念库仑定律复习了电场的基本概念，包回顾了库仑定律的定义和应括电场强度、电势能、电势用，并了解了点电荷和电场和电场力等线的基本原理电容器学习了电容器的定义、种类、功能和容量计算，以及电容器串并联的特性答疑解惑在本节课中，我们一起回顾了电场相关的核心知识如果大家在学习过程中有任何疑问，请随时提出我们将竭诚为您解答。