Esquema de revisión para el examen de Física de la escuela secundaria superior (Artes liberales) -----Física optativa 1-1 Capítulo 1
Capítulo 1 Electricidad estática y campo electrostático
Capítulo Sección 1: Comprensión de la electricidad estática
1. Fenómeno de la electricidad estática
1. Comprender los fenómenos electrostáticos comunes.
2. Generación de electricidad estática
(1) Electrificación por fricción: una varilla de vidrio frotada con seda queda cargada positivamente, y una varilla de goma frotada con piel queda cargada negativamente.
(2) Electrificación por contacto:
(3) Electrificación por inducción:
3. Los mismos tipos de cargas se repelen y diferentes tipos de cargas se atraen entre sí. otro.
2. Las propiedades eléctricas de la materia y la ley de conservación de la carga
1. La estructura atómica de la materia: La materia está compuesta de moléculas y los átomos están compuestos por átomos cargados positivamente. núcleos y se mueven alrededor de los núcleos. Están formados por electrones cargados negativamente. El núcleo atómico está compuesto de protones y neutrones. Los protones están cargados positivamente y los neutrones están descargados. En circunstancias normales, la cantidad de electrones en los átomos dentro de un objeto es igual a la cantidad de protones, y todo el objeto no tiene carga y es eléctricamente neutro.
2. Ley de Conservación de la Carga: El número total de cargas en cualquier sistema aislado permanece sin cambios. Dentro de un sistema, la carga se puede transferir de un objeto a otro. Sin embargo, la carga total del sistema no cambia durante este proceso.
3. Utilizar la estructura atómica de la materia y la ley de conservación de la carga para analizar fenómenos electrostáticos.
(1) Analizar la electrificación friccional
(2) Analizar. electrificación por contacto
(3) Análisis de la electrificación inducida
4. La naturaleza de los objetos cargados: el proceso de transferencia de carga, la carga no aparece ni desaparece.
Ejemplo de análisis de preguntas:
1. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta (A)
A. Tanto la electrificación por fricción como la inducción electrostática separan lo positivo y lo negativo. cargas de un objeto, pero la carga total no cambia
B. La varilla de goma dura frotada con piel tiene carga negativa porque la carga positiva de la varilla de goma dura se transfirió a la piel durante el proceso de frotamiento
C. La varilla de vidrio frotada con seda tiene una carga positiva porque la varilla de vidrio obtuvo una carga positiva durante el proceso de frotamiento
D El objeto no está cargado, lo que indica que no hay carga. carga en el objeto
2. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 8-5, un conductor sin carga en forma de almohada se coloca cerca de una bola cargada positivamente. Debido a la inducción electrostática, aparecen cargas negativas y positivas en los terminales. a y b respectivamente. La siguiente afirmación es correcta: (C)
A．. Cierre K1, los electrones fluyen desde el conductor de almohada a tierra
B. Cerca de K2, los electrones fluyen desde el conductor de almohada a tierra
C. Cuando K1 está cerrado, los electrones fluyen desde la tierra hasta el conductor de almohada
D. Cierra K2, no pasan electrones por K2
Sección 2: Interacción entre cargas
1. Cantidad de carga y carga puntual
1. La cantidad de carga se llama carga o, para abreviar, electricidad. La unidad es Coulomb, denominada Coulomb, representada por el símbolo C.
2. Carga puntual: la forma, el tamaño y la distribución de carga del cuerpo cargado tienen una influencia insignificante en la fuerza de interacción. En este caso, podemos simplificar el cuerpo cargado en un punto y se llama carga puntual. .
2. Inspección de carga
1. Instrumento de prueba: electroscopio
2. Comprender el principio de funcionamiento del electroscopio. Ley de Coulomb
1. Contenido: La fuerza de Coulomb que interactúa entre dos cargas puntuales estacionarias en el vacío es proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de su distancia. conexión.
2. Tamaño:
Dirección: En la línea que conecta dos cargas eléctricas, las cargas del mismo sexo se repelen y las cargas del sexo opuesto se atraen.
Ejemplo de análisis de preguntas:
1. Entre las siguientes afirmaciones sobre cargos puntuales, la correcta es (C)
A. Sólo los objetos cargados muy pequeños pueden considerarse cargas puntuales.
B． Un objeto cargado muy grande no debe tener una carga puntual.
C. Cuando la forma de dos cuerpos cargados tiene un efecto insignificante sobre su fuerza de interacción, los dos cuerpos cargados pueden considerarse cargas puntuales.
D. Cualquier esfera cargada puede considerarse como una carga puntual con todas las cargas concentradas en el centro de la esfera.
2. Un átomo de hidrógeno está formado por un protón (núcleo) y un electrón extranuclear. La masa del electrón, la masa del protón y la carga transportada por el electrón y el núcleo son todas iguales a e = 1,6×10-19C. El radio orbital de los electrones alrededor del núcleo. Intenta averiguar: ¿Cuántas veces la atracción electrostática sobre los electrones es la atracción gravitacional?
(También puedes obtener la siguiente información: la magnitud de la gravitación universal es: , donde la constante gravitacional y la constante de fuerza electrostática)
Solución: Según la ley de Coulomb y la ley de gravitación universal, gravedad electrostática y gravitación universal son respectivamente Para, ,
Entonces, , F electricidad >> F diez mil.
Sección 3 Campo eléctrico y su descripción
1. Campo eléctrico
1. Hay un campo eléctrico alrededor de la carga y la interacción entre ellas. Los cuerpos cargados son generados por el campo eléctrico circundante.
2. Propiedades básicas del campo eléctrico: tiene un potente efecto sobre las cargas colocadas en él.
3. Fuerza del campo eléctrico: El campo eléctrico ejerce una fuerza sobre las cargas colocadas en él. Esta fuerza se llama fuerza de campo eléctrico.
La fuerza electrostática entre cargas es el campo eléctrico excitado. por una carga por otra fuerza.
2. Descripción del campo eléctrico
1. Intensidad del campo eléctrico:
(1) Definición: Comparar la fuerza del campo eléctrico F sobre la carga en a. cierto punto en el campo eléctrico con su La relación de la cantidad de carga q se define como la intensidad del campo eléctrico en este punto, denominada intensidad de campo, representada por E.
(2) Definición:
F——Unidad internacional de fuerza de campo eléctrico: Newton (N)
q——Unidad internacional de carga eléctrica: Biblioteca (C )
E——Unidad internacional de intensidad de campo eléctrico: N/C (N/C)
(3) Dirección: Se define como la dirección en la que el positivo carga recibe la fuerza del campo eléctrico en ese punto.
(4) Intensidad del campo eléctrico de la carga puntual:
(5) Significado físico: la intensidad del campo en un punto determinado es 1 N/C, lo que significa que una carga puntual de 1 C verse afectado aquí.
(6) Campo eléctrico uniforme: La magnitud y dirección de la intensidad del campo en cada punto son las mismas.
2. Líneas de campo eléctrico:
(1) Significado: Si se dibujan algunas curvas en el campo eléctrico, la dirección tangente de cada punto de la curva será la misma que la Consistente en la dirección de la intensidad del campo en ese punto, estas curvas se denominan líneas de campo eléctrico.
(2) Características:
Las líneas de campo eléctrico no son líneas reales en el campo eléctrico, sino líneas imaginarias utilizadas para describir el campo eléctrico vívidamente. Por lo tanto, las líneas de campo eléctrico son idealizadas. modelo. .
Las líneas de campo eléctrico parten de cargas positivas y terminan en cargas negativas. En el campo eléctrico formado por cargas positivas, las líneas de campo eléctrico parten de las cargas positivas y se extienden hasta el infinito; cargas, las líneas del campo eléctrico comienzan en el infinito y terminan con carga negativa.
Las líneas de campo eléctrico no son cerradas, no se cruzan y no son trayectorias de partículas cargadas.
En el mismo campo eléctrico, donde las líneas del campo eléctrico son más densas, la intensidad del campo es mayor; donde las líneas del campo eléctrico son escasas, la intensidad del campo es menor.
(3) Patrones de distribución de varias líneas de campo eléctrico comunes
Ejemplo de análisis de preguntas:
1. Entre las siguientes afirmaciones sobre líneas de campo eléctrico, ¿cuál es? ¿Correcto? Sí ( )
A. A lo largo de la dirección de las líneas del campo eléctrico, la intensidad del campo eléctrico debe ser cada vez menor
B. En el campo eléctrico generado por múltiples cargas, las líneas del campo eléctrico pueden cruzarse
C. La trayectoria de una carga puntual que se mueve en un campo eléctrico debe coincidir con las líneas del campo eléctrico
D. Donde las líneas del campo eléctrico son más densas, la fuerza del campo eléctrico sobre la misma carga de prueba es mayor
2 Según la definición de intensidad del campo eléctrico E=F/q, se puede ver que un cierto punto. (D) en el campo eléctrico
A. La intensidad del campo eléctrico es directamente proporcional a la fuerza del campo eléctrico sobre la carga de prueba e inversamente proporcional a la cantidad de carga de prueba.
B． Cuando la cantidad q de la carga de prueba es diferente, la fuerza del campo eléctrico F recibida también es diferente y la intensidad del campo también es diferente.
C. Cuando las propiedades eléctricas de las cargas de prueba son diferentes, la dirección de la fuerza del campo eléctrico recibida es diferente y la dirección de la intensidad del campo también es diferente.
D. La intensidad del campo eléctrico está determinada por el propio campo y no tiene nada que ver con si se coloca una carga de prueba o con la cantidad y las propiedades eléctricas de la carga de prueba.
3. Entre las siguientes afirmaciones sobre líneas de campo eléctrico, la correcta es (CD)
A. Las cargas puntuales liberadas en el campo electrostático deben moverse a lo largo de las líneas del campo eléctrico bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico
B. La dirección tangente de la línea del campo eléctrico debe ser la misma que la dirección del movimiento de la carga positiva que la atraviesa
C. La dirección tangente de la línea del campo eléctrico debe ser la misma que la dirección de aceleración de la carga positiva que pasa por ese punto
D. Las líneas de campo eléctrico comienzan con cargas positivas y terminan con cargas negativas.
4. Respecto a las siguientes dos expresiones de intensidad de campo eléctrico, E=F/q y E=kQ/r2, la correcta es (B)
A, E=F. /Q es la definición de intensidad de campo eléctrico, F es la fuerza sobre la carga colocada en el campo eléctrico, q es la cantidad de carga que genera el campo eléctrico
B, E=F/q es la definición de intensidad de campo eléctrico, F es la fuerza sobre la carga colocada en el campo eléctrico, q es la cantidad de carga colocada en el campo eléctrico, que es adecuada para cualquier campo eléctrico
C, E= kQ/r2 es el cálculo de la intensidad de campo de la carga puntual Fórmula, Q es la cantidad de carga que genera el campo eléctrico, y también es aplicable a campos eléctricos uniformes
D. la fórmula de cálculo de la intensidad de campo de la carga puntual, en la expresión de la ley de Coulomb, el campo eléctrico generado por la carga puntual q1 está en la carga puntual. La intensidad del campo en q2 es pequeña, pero el campo eléctrico generado por la carga puntual q2 tiene un campo pequeño. Fuerza en la carga puntual q1.
5. Las líneas de campo eléctrico de los cuatro campos eléctricos se muestran en la Figura 2. Una carga positiva q acelera desde el punto M al punto N sólo bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico, y la aceleración se vuelve cada vez mayor. Entonces el campo eléctrico donde se ubica la carga es [D] en la figura
Sección 4: Buscando ventajas y evitando desventajas—Utilización y prevención de la electricidad estática
1. electricidad
1. Según la naturaleza de la energía electrostática para atraer la luz y los objetos pequeños y el principio de que cargas iguales se repelen y cargas diferentes se atraen, las principales aplicaciones son:
Copia electrostática, Eliminación de polvo electrostático, pintura en aerosol electrostática y flocado electrostático, pulverización electrostática, etc.
2. El campo eléctrico generado por la electricidad estática de alto voltaje se utiliza en:
Conservación electrostática, esterilización electrostática, tratamiento de semillas de cultivos, etc.
3. Utilizar ozono generado por descarga electrostática, desinfección estéril, etc.
El rayo es un fenómeno de descarga electrostática a gran escala que se produce en la naturaleza y puede producir una gran cantidad de ozono. y puede hacer que la atmósfera en la atmósfera El nitrógeno se sintetice en amoníaco, que suministra nutrientes a las plantas.
2. Prevención de la electricidad estática
El principal peligro de la electricidad estática son las chispas de descarga. Por ejemplo, cuando un camión cisterna transporta petróleo, la fricción oscilante entre el petróleo y el metal. Provoca la acumulación de electricidad estática, llegando a producirse una descarga de chispas en cierta medida, que puede encender fácilmente el combustible y provocar accidentes, por lo que hay que arrastrarlo al suelo con una cadena de hierro para conducir la electricidad estática generada.
Además, la adsorción de electricidad estática provocará desviaciones en el teñido en la industria de la impresión y el teñido, por lo que se debe tener cuidado para evitarlo.
2. Las principales formas de prevenir la electricidad estática:
(1) Evitar la generación de electricidad estática. Si es posible, utilice materiales que tengan menos probabilidades de generar electricidad estática.
(2) Evitar la acumulación de electricidad estática. Si se genera electricidad estática, intente disiparla, como aumentando la humedad del aire, conexión a tierra, etc.