【知识点详解】
1. 电场强度的理解:电场强度E与试探电荷q无关,是由电场本身的性质决定的。公式E=F/q只是用来计算电场强度,不能表明E与q成反比。
2. 电容器电容的定义:电容C是电容器储存电荷的能力,与电容器本身的设计和结构有关,与所带电荷量和两极板间电压无关。公式C=Q/U说明电容是电荷量和电压的比值,但不是说C与Q成正比,与U成反比。
3. 电势能和电势的概念:电势能E_p=qφ,其中φ是电势,q是电荷量。若从无穷远处移到电场中的A点电场力做功为正,电势能降低,A点的电势为负值;反之,做功为负则电势能增加,电势为正值。
4. 库仑定律的应用:根据库仑定律F=k*q1*q2/r^2,两相同小球接触后电量均分,再放回原位置,库仑力变为原来的1/4。
5. 电容器的电势差与电量的关系:电容C不变时,电量Q减少,两极板间的电势差U会增大,两者成正比。
6. 电场强度和电势差的公式适用性:①场强E=F/q适用于任何电场;②场强E=U/d仅适用于匀强电场;③场强E=kQ/r^2适用于点电荷产生的电场;④电场力做功W=Uq适用于任何电场。
7. 等量异种点电荷电场的特性:在等量正点电荷连线中点的电场强度为0,而中垂线上各点的电势相同。
8. 匀强电场中带电粒子的偏转角:由题意可知,小球受到重力和电场力的作用,最小电场强度使得小球垂直下落,即tanθ = g/(qE),解得E=mgsinθ/q。
9. 平行板电容器中的粒子运动:粒子能从右侧射出,需满足初速度v0和两板间电压U的关系,使得粒子刚好飞过下板边缘,即(d/2)/v0 = (mg+qU)/q^2 * (d/2),解得U=2mg/d。
10. 带电小球在电场中的能量转换:小球与弹簧系统不守恒,因为有电场力做功;电场力做功等于电势能的减少;克服重力做功等于重力势能的增加;小球离开弹簧时的动能等于所有外力做功之和。
11. 带电小球平衡问题:通过改变质量或电荷量来调整平衡,保持悬挂点O处的合力为零。要使AB距离减小,可以增大B的电荷量,或减小A的电荷量,同时保持两者的质量比不变。
这些知识点涵盖了高中物理中电场、电容器、电势、库仑定律、电场力做功、电势能、电势、电场强度、带电粒子在电场中的运动等多个重要概念,都是高二物理学习的重点。