高二上學(xué)期物理期中必備知識(shí)點(diǎn)
高中物理學(xué)科強(qiáng)調(diào)注重基礎(chǔ)，把那些最重要、最基本的主干知識(shí)作為高中物理的主要內(nèi)容。育路小編為大家整理了高二上學(xué)期物理期中必備知識(shí)點(diǎn)，供復(fù)習(xí)!
電場(chǎng)
庫(kù)侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差、電場(chǎng)中的導(dǎo)體、導(dǎo)體
知識(shí)要點(diǎn)：
1、電荷及電荷守恒定律
⑴自然界中只存在正、負(fù)兩中電荷，電荷在它的同圍空間形成電場(chǎng)，電荷間的相互作用力就是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的。電荷的多少叫電量。基本電荷 。
⑵使物體帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種：①摩擦起電 ②接觸帶電 ③感應(yīng)起電。
⑶電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從的體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分，這叫做電荷守恒定律。
2、庫(kù)侖定律
在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上，數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ，其中比例常數(shù) 叫靜電力常量， 。
庫(kù)侖定律的適用條件是(a)真空，(b)點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷是物理中的理想模型。當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時(shí)，可以使用庫(kù)侖定律，否則不能使用。例如半徑均為 的金屬球如圖9—1所示放置，使兩球邊緣相距為 ，今使兩球帶上等量的異種電荷 ，設(shè)兩電荷 間的庫(kù)侖力大小為 ，比較 與 的大小關(guān)系，顯然，如果電荷能全部集中在球心處，則兩者相等。依題設(shè)條件，球心間距離 不是遠(yuǎn)大于 ，故不能把兩帶電體當(dāng)作點(diǎn)電荷處理。實(shí)際上，由于異種電荷的相互吸引，使電荷分布在兩球較靠近的球面處，這樣電荷間距離小于 ，故 。同理，若兩球帶同種電荷 ，則 。
3、電場(chǎng)強(qiáng)度
⑴電場(chǎng)的最基本的性質(zhì)之一，是對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用。電場(chǎng)的這種性質(zhì)用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述。在電場(chǎng)中放入一個(gè)檢驗(yàn)電荷 ，它所受到的電場(chǎng)力 跟它所帶電量的比值 叫做這個(gè)位置上的電場(chǎng)強(qiáng)度，定義式是 ，場(chǎng)強(qiáng)是矢量，規(guī)定正電荷受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相反。
由場(chǎng)強(qiáng)度 的大小，方向是由電場(chǎng)本身決定的，是客觀存在的，與放不放檢驗(yàn)電荷，以及放入檢驗(yàn)電荷的正、負(fù)電量的多少均無(wú)關(guān)，既不能認(rèn)為 與 成正比，也不能認(rèn)為 與 成反比。
要區(qū)別場(chǎng)強(qiáng)的定義式 與點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式 ，前者適用于任何電場(chǎng)，后者只適用于真空(或空氣)中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)。
4、電場(chǎng)線
為了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫出一系列曲線，曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，曲線的疏密表示電場(chǎng)的弱度。
電場(chǎng)線的特點(diǎn)：(a)始于正電荷 (或無(wú)窮遠(yuǎn))，終止負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn));(b)任意兩條電場(chǎng)線都不相交。
電場(chǎng)線只能描述電場(chǎng)的方向及定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，并不是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度共同決定。
5、勻強(qiáng)電場(chǎng)
場(chǎng)強(qiáng)方向處處相同，場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱為勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是等距的平行線，平行正對(duì)的兩金屬板帶等量異種電荷后，在兩極之間除邊緣外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。
6、電勢(shì)能
由電荷在電場(chǎng)中的相對(duì)位置決定的能量叫電勢(shì)能。
電勢(shì)能具有相對(duì)性，通常取無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地為電勢(shì)能和零點(diǎn)。
由于電勢(shì)能具有相對(duì)性，所以實(shí)際的應(yīng)用意義并不大。而經(jīng)常應(yīng)用的是電勢(shì)能的變化。電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，電荷的電勢(shì)能減速少，電荷克服電場(chǎng)力做功，電荷的電勢(shì)能增加，電勢(shì)能變化的數(shù)值等于電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的數(shù)值，這常是判斷電荷電勢(shì)能如何變化的依據(jù)。
7、電勢(shì)、電勢(shì)差
⑴電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量
在電場(chǎng)中某位置放一個(gè)檢驗(yàn)電荷 ，若它具有的電勢(shì)能為 ，則比值 叫做該位置的電勢(shì)。
電勢(shì)也具有相對(duì)性，通常取離電場(chǎng)無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零電勢(shì)(對(duì)同一電場(chǎng)，電勢(shì)能及電勢(shì)的零點(diǎn)選取是一致的)這樣選取零電勢(shì)點(diǎn)之后，可以得出正電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為正值，負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為負(fù)值。
⑵電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)之差叫電勢(shì)差，依教材要求，電勢(shì)差都取絕對(duì)值，知道了電勢(shì)差的絕對(duì)值，要比較哪個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)高，需根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的正負(fù)判斷，或者是由這兩點(diǎn)在電場(chǎng)線上的位置判斷。
⑶電勢(shì)相等的點(diǎn)組成的面叫等勢(shì)面。等勢(shì)面的特點(diǎn)：
(a)等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功。
(b)等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，而且電場(chǎng)線總是由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面。
(c)規(guī)定：畫等勢(shì)面(或線)時(shí)，相鄰的兩等勢(shì)面(或線)間的電勢(shì)差相等。這樣，在等勢(shì)面(線)密處場(chǎng)強(qiáng)較大，等勢(shì)面(線)疏處場(chǎng)強(qiáng)小。
⑷電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的計(jì)算公式： ，此公式適用于任何電場(chǎng)。電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，由起始和終了位置的電勢(shì)差決定。
⑸在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系是 ，公式中的 是沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離。
8、電場(chǎng)中的導(dǎo)體
⑴靜電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng) 中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用而定向移動(dòng)，使導(dǎo)體的兩個(gè)端面出現(xiàn)等量的異種電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。
⑵靜電平衡：發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)的等量異種電荷形成一附加電場(chǎng) ，當(dāng)附加電場(chǎng)與外電場(chǎng)完全抵消時(shí)，自由電子的定向移動(dòng)停止，這時(shí)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。
⑶處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)：
(a)導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)處處為零，電場(chǎng)線在導(dǎo)體的內(nèi)部中斷。
(b)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一個(gè)等勢(shì)面。
(c)導(dǎo)體表面上任意一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟該點(diǎn)的表面垂直。
(d)導(dǎo)體斷帶的凈電荷全部分布在導(dǎo)體的外表面上。
9 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
(1)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，綜合了靜電場(chǎng)和力學(xué)的知識(shí)，分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同：先分析受力情況，再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程(平衡、加速或減速，是直線還是曲線)，然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。
(2)在對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)，要注意兩點(diǎn)：
a 要掌握電場(chǎng)力的特點(diǎn)。如電場(chǎng)力的大小和方向不僅跟場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向有關(guān)，還與帶電粒子的電量和電性有關(guān);在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子所受電場(chǎng)力處處是恒力;在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，同一帶電粒子在不同位置所受電場(chǎng)力的大小和方向都可能不同。
b 是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定：基本粒子：如電子、質(zhì)子、 粒子、離子等除有要說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。
3、帶電粒子的加速(含偏轉(zhuǎn)過(guò)程中速度大小的變化)過(guò)程是其他形式的能和功能之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程。解決這類問(wèn)題，可以用動(dòng)能定理，也可以用能量守恒定律。
如選用動(dòng)能定理，則要分清哪些力做功?做正功還是負(fù)功?是恒力功還是變力功?若電場(chǎng)力是變力，則電場(chǎng)力的功必須表達(dá)成 ，還要確定初態(tài)動(dòng)能和末態(tài)動(dòng)能(或初、末態(tài)間的動(dòng)能增量)
如選用能量守恒定律，則要分清有哪些形式的能在變化?怎樣變化(是增加還是減少)?能量守恒的表達(dá)形式有：
a 初態(tài)和末態(tài)的總能量(代數(shù)和)相等，即 ;
b 某種形式的能量減少一定等于其它形式能量的增加，即
c 各種形式的能量的增量的代數(shù)和 ;
4、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中類平拋的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題。
如果帶電粒子以初速度v0垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，不計(jì)重力，電場(chǎng)力使帶電粒子產(chǎn)生加速度，作類平拋運(yùn)動(dòng)，分析時(shí)，仍采用力學(xué)中分析平拋運(yùn)動(dòng)的方法：把運(yùn)動(dòng)分解為垂直于電場(chǎng)方向上的一個(gè)分運(yùn)動(dòng)——勻速直線運(yùn)動(dòng)： ， ;另一個(gè)是平行于場(chǎng)強(qiáng)方向上的分運(yùn)動(dòng)——勻加速運(yùn)動(dòng)， ， ，粒子的偏轉(zhuǎn)角為 。
經(jīng)一定加速電壓(U1)加速后的帶電粒子，垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向射入確定的平行板偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，粒子對(duì)入射方向的偏移 ，它只跟加在偏轉(zhuǎn)電極上的電壓U2有關(guān)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓的大小極性發(fā)生變化時(shí)，粒子的偏移也隨之變化。如果偏轉(zhuǎn)電壓的變化周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粒子穿越電場(chǎng)的時(shí)間(T )，則在粒子穿越電場(chǎng)的過(guò)程中，仍可當(dāng)作勻強(qiáng)電場(chǎng)處理。
應(yīng)注意的問(wèn)題：
1、電場(chǎng)強(qiáng)度E和電勢(shì)U僅僅由場(chǎng)本身決定，與是否在場(chǎng)中放入電荷 ，以及放入什么樣的檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。
而電場(chǎng)力F和電勢(shì)能 兩個(gè)量，不僅與電場(chǎng)有關(guān)，還與放入場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷有關(guān)。
所以E和U屬于電場(chǎng)，而 和 屬于場(chǎng)和場(chǎng)中的電荷。
2、一般情況下，帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和電場(chǎng)線并不重合，運(yùn)動(dòng)軌跡上的一點(diǎn)的切線方向表示速度方向，電場(chǎng)線上一點(diǎn)的切線方向反映正電荷的受力方向。物體的受力方向和運(yùn)動(dòng)方向是有區(qū)別的。
只有在電場(chǎng)線為直線的電場(chǎng)中，且電荷由靜止開始或初速度方向和電場(chǎng)方向一致并只受電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，在這種特殊情況下粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡才是沿電力線的。
3、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)
(1)點(diǎn)電荷在真空中形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 ，當(dāng)源電荷 時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)方向背離源電荷，當(dāng)源電荷為負(fù)時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)方向指向源電荷。但不論源電荷正負(fù)，距源電荷越近場(chǎng)強(qiáng)越大。
(2)當(dāng)取 時(shí)，正的源電荷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為正，距場(chǎng)源電荷越近，電勢(shì)越高。負(fù)的源電荷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)，距場(chǎng)源電荷越近，電勢(shì)越低。
(3)若有n個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，它們的電場(chǎng)就互相迭加，形成合電場(chǎng)，這時(shí)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，而某點(diǎn)的電勢(shì)就等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)的代數(shù)和。
高二上學(xué)期物理期中必備知識(shí)點(diǎn)就分享到這里了，希望大家認(rèn)真復(fù)習(xí)，備戰(zhàn)期中考試!
(責(zé)任編輯：彭海芝)
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