高中物理电场知识点详解和练习
高中物理静电场知识点总结及题型分析

xx 电场一、静电场公式汇总1、公式计算中的q、©的要求电场中矢量(电场力F、电场E)的运算:q代绝对值电场中标量(功W电势能Ep、电势差UAB电势©)的运算:q、© xx、负2、公式:(1) 点电荷间的作用力:F=kQ1Q2/r2(2) 电荷共线平衡:( 3)电势© A:© A= EpA /q (© A电势二EpA电势能/ q检验电荷量;电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关)( 4)电势能EpA:EpA=© A q( 5)电场力做的功WABW=F d =F S COSB =EqdWA R EpA- EpBWA B UAB q (电场力做功由移动电荷和电势差决定,与路径无关)(6)电势差UAB:UAB=© A—© B (电场中,两点电势之差叫电势差)UAB= WAB / q (WA电场力的功)U= E d (E数值等于沿场强方向单位距离的电势差)(7)电场强度EE=F/q (任何电场);(点电荷电场);(匀强电场)(8)电场力:F=E q (9)电容:(10)平行板电容器:3、能量守恒定律公式(1)、动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.公式:F合t = mv2 —mv1 (解题时受力分析和正方向的规定是关键)动量守恒定律:相互作用的物体系统, 如果不受外力, 或它们所受的外力之和为零, 它们的总动量保持不变. (研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1 '+ m2 v2'2)能量守恒(1)动能定理:(动能变化量=1/2 mv22-1/2 mv12)F合s对地c°s 1 2 2一mv mv 2 t oW( W2 L 1 2 2 -mv mv2 t o(2)能量守恒定律:系统(动能+重力势能+电势能)4、力与运动(动力学公式)xx第二定律:(1)匀速直线运动:受力运动(2)匀变速直线运动:受力(缺)运动⑴(s)(vt)(a)(3)类平抛运动:仅受电场力;;复合场速度位移水平方向竖直方向偏移量速度偏向角的正切:若加速电场:电场力做功,,则(y、与m q无关)示波管的灵敏度:y/U2二L2/4dU1圆周运动:绳子、单轨恰好通过最高点:;;杆、双轨最高点:如图所示,从静止出发的电子经加速电场加速后,进入偏转电场.若加速电压为U l、偏转电压为U2,要使电子在电场中的偏移距离y增大为原来的2倍(在保证电子不会打到极板上的前提下),可选用的方法有」--------------------------------------------------------- =J-A .使U i减小为原来的1/2 ;B .使U2增大为原来的2倍;C .使偏转电场极板长度增大为原来的 2 倍;D .使偏转电场极板的间距减小为原来的1/2考点名称:带电粒子在电场中的加速(一)、带电粒子在电场中的直线运动(1)如不计重1力,电场力就是粒子所受合外力,粒子做直线运动时2的要求有:①对电场的要求:或是匀强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。
高三物理电场总复习(有答案)

电场——电势 电势差 电场力做功与电势能变化[重点、难点解析]电场中的概念:一、电场力做功的特点1. 在匀强电场中,电场力做功公式可表达为:θcos qEs W =,其中θ为电场力与位移的夹角;而qU W =适合一切电场做功的运算。
2. 由电荷电场中任意两点间移动时电场力做功公式:()B A B A B A AB AB q q q qU W εεϕϕϕϕ-=-=-==可知电场力是一种保守力,电场力做功只与起点和终点的位置有关,而与所经过的路径无关,电场力做功等于电势能的减少量(即初量减末量),电场力做功是电势能变化的量度:电场力对电荷做正功,电荷的电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加;电场力做功的多少和电势能的变化数值相等,这是判断电荷电势能如何变化的最有效的方法。
二、电势能1. 电场中由电荷相对位置决定的能量叫电势能,电势能具有相对性,通常取无穷远处或大地为电势能的零点。
2. 电势能大小:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
三、电势差1. 电势差:电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功AB W 与电荷量q 的比值。
公式为qW U AB AB =。
注意:类比重力场中的高度差,电势差这个物理量与电场中的试探电荷无关,属于电场的量,它是一个只从能量角度表征电场的一个重要物理量。
2. 电场力做功:在电场中A 、B 两点间移动电荷时,电场力做功等于电荷量与两点间电势差的乘积。
AB AB U q W ⋅=。
注意:(1)该式适用于一切电场;(2)电场力做功与路径无关。
四、电势1. 电场中某点的电势,数值上等于单位电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。
电势用字母A ϕ表示。
(1)表示式:qW 0A A =ϕ,单位:伏特(V ),且有1V=1J/C 。
(2)物理意义:电场中某一点的电势在数值上等于单位电荷在那一点所具有的电势能。
高中物理电场知识点

高中物理电场知识点一、电场的定义电场是由带电粒子产生的物理场,能够对其他带电粒子施加力。
在电场中,任意一点上的电场强度描述了该点电场的作用强度和方向。
二、电场强度1. 定义:电场强度(E)是单位正电荷在电场中受到的力(F)。
2. 计算公式:E = F/q,其中q是测试电荷的量。
3. 方向:电场的方向是正电荷受力的方向,即电势降低最快的方向。
三、电场线1. 定义:电场线是用于形象表示电场分布的曲线,其切线方向表示电场方向,密度表示电场强度。
2. 特点:电场线从正电荷出发,终止于负电荷,不相交。
四、高斯定律1. 内容:高斯定律表明,通过任意闭合表面的电通量(Φ)等于该闭合表面内部净电荷量(Q)除以电常数(ε₀)。
2. 公式:Φ = ∮E⋅dA = Q/ε₀。
五、电势能和电势1. 电势能:两个带电粒子间的相互作用能称为电势能。
2. 电势:电势(V)是单位正电荷在电场中的电势能。
3. 关系:电势差(U)等于电场强度(E)与两点间距离(d)的乘积,U = E⋅d。
六、电容和电容器1. 电容:电容(C)表示电容器存储电荷的能力,单位是法拉(F)。
2. 电容器:电容器是一种能够存储和释放电能的器件,由两个导体板(极板)和一个绝缘介质组成。
3. 公式:C = Q/V,其中Q是存储的电荷量,V是两极板间的电势差。
七、电场的应用1. 电场在日常生活中的应用:如静电除尘、静电喷涂等。
2. 电场在科技领域的应用:如电场加速器、粒子探测器等。
八、重要性质1. 叠加原理:多个电荷产生的电场可以通过矢量叠加得到。
2. 电场的保守性:在保守电场中,电场力做功仅与初始和最终位置有关,与路径无关。
九、实验测量1. 电场强度的测量:使用电场强度计。
2. 电容的测量:使用电容表或通过电荷量和电势差的关系计算。
以上内容为高中物理电场知识点的直接概述,涵盖了电场的基本概念、计算方法和重要性质。
这些知识点是高中物理教学大纲中电学部分的核心内容,对于理解和应用电场理论至关重要。
高考物理必备知识点:电场知识归纳及例题讲解

2019高考物理必备知识点:电场知识归纳及例题讲解2019高考物理必备知识点:电场知识归纳及例题讲解电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。
电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的,电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。
电场的力的性质表现为:电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力。
电场的能的性质表现为:当电荷在电场中移动时,电场力对电荷作功(这说明电场具有能量)。
[考点方向]1、有关场强E(电场线)、电势(等势面)、W=qU、动能与电势能的比较。
2、带电粒子在电场中运动情况(加速、偏转类平抛)的比较,运动轨迹和方向(一直向前?往返?)的分析判别。
[联系实际与综合] ①直线加速器②示波器原理③静电除尘与选矿④滚筒式静电分选器⑤复印机与喷墨打印机⑥静电屏蔽⑦带电体的力学分析(综合平衡、牛顿第二定律、功能、单摆等)⑧带电体在电场和磁场中运动⑨氢原子的核外电子运行[电场知识点归纳]1.电荷电荷守恒定律点电荷⑴自然界中只存在正、负两中电荷,电荷在它的同围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
基本电荷。
带电体电荷量等于元电荷的整数倍(Q=ne)⑵使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种:①摩擦起电②接触带电③感应起电。
⑶电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从的体的这一部分转移到另一个部分,这叫做电荷守恒定律。
带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做点电荷。
2.库仑定律在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,数学表达式为,其中比例常数叫静电力常量,。
(F:点电荷间的作用力(N),Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引) 库仑定律的适用条件是(a)真空,(b)点电荷。
高中物理第一章 电场 知识点复习

德钝市安静阳光实验学校第一章 电场主要知识点一、基本概念1、起电方式(摩擦、传导、感应),库仑定律(也叫静电力或库仑力)2、电场强度的定义式: E=F/q , 电场力F= qE正电荷受的电场力与场强方向相同3、点电荷的场强公式: E=KQ/r 24、电场中两点间的电势差公式(两个):U AB =W AB /q ;U AB =5、电场中某点的电势公式: =W A ∞/q 或 =εA (电势能)/ q6、匀强电场中电场强度与电势差关系公式: U=Ed, 或 E=U/d注意:d 是沿场强方向的距离,或初末两个位置等势面间的距离。
7、电场力做功W ab =qU ab 。
U ab 指a 与b 之间电势差,即U AB = 电场力做正功,电荷的电势能减少;反之,增大。
8、动能定理(合外力对物体做的功=物体动能的增量)W 合= mV t 2/2 - mV o 2/2 或 W 合=ΔE K 9、电容器:(1)、电容器的电容的定义式:C=Q/U , (2)、平行板电容器:kdsc πε4=(3)、电容器连接中通常遇到的两类问题①、断开电源情况下,Q 不变; ②、始终接通电源情况下,U 不变。
上面两类问题主要用三个公式解决:C=Q/U 、kdsc πε4=、E=U/d 二、五个静电场物理量的判断 (一)、电场(场强E) 的判断(1)、用电场线判断:疏密表示E 大小, ;切线方向或 +q 受力的方向(-q 受力的反方向)表示E 的方向。
(2)、用定义式判断:E=F/q (二)、电场力的判断:大小:F= q ·E ;方向:区分正、负电,“正同负反” (三)、电势高低的判断1、看电场线的方向2、由电势差U AB 的正负判断 (四)、电场力作正功、负功的判断:看电场力的方向与移动方向,明确电场力是作动力还是阻力。
(五)、电势能增减的判断: 看电场力做功的正、负E PA 电势能- E PB 电势能=W AB三、重要概念理解 (一)、电场强度 1.电场的物质性电荷之间存在着相互作用力,这一相互作用力是靠电场来实现的.电荷周围存在着电场,电场是一种物质,其一个重要特性是对其中的电荷施加力的作用.用电场强度来描述电场的力的方面的性质. 2.电场强度的概念电场强度的定义式 qF E =B A ϕϕ-A ϕBAϕϕ-A ϕ其意义是:检验电场中A 点的电场强度,可以在A 点放一电量为q 的检验电荷,其受力为F .实验发现检验电荷受到的电场力与检验电荷的电量成正比,其比值可以反映电场中A 点的性质,定义为电场强度.而这个比值与F 和q 均无关,只与场源电荷和场中位置有关,即便在电场中没有检验电荷q ,A 点的电场依旧是客观存在的,其电场强度E 的大小和方向不会因检验电荷q 的不同而不同.与密度ρ类似,密度ρ定义为Vm=ρ ,而ρ与m 和V 均无关,只与物质本身的性质有关.3.电场强度是矢量,其大小等于F 与q 的比值,反映电场的强弱;其方向规定为正电荷受力的方向. 4.注意区分场强的三个公式 qF E =是电场强度的定义式,对于任何电场都适用.2rkQE =是点电荷的电场强度的公式,此式只适用于点电荷的电场,由该式可以看出,电场强度与场源电荷Q 和场中位置r 有关,与检验电荷q 无关.dU E =只适用于匀强电场,它反映匀强电场中场强和电势差的关系,其中U为两点间的电势差,d 是这两点在场强方向上的距离. 5.电场强度的叠加是矢量的叠加空间中若存在着几个电荷,它们在P 点都激发电场,则P 点的电场为这几个电荷单独在P 点产生电场的场强的矢量合. (二)、电势能、电势差、电势电场中的电势、电势差、电势能可以与重力场中的高度、高度差和重力势能类比,比较如下:重力做功h G W ∆⋅=——电场力做功AB U q W ⋅=高度差末初h h h -=∆——电势差B A AB U ϕϕ-= 某点的“高度” h ——某点的“电势” ϕ重力势能——电势能类比方法是科学研究的重要方法,也是我们掌握知识的好方法,要学会自觉运用这种方法.通过类比,可以帮助我们理解一些概念和规律,也有助于记忆. (三)、电容器、电容1.电容器的电容(1)将电容器的带电量与电容器两板间的电势差的比值定义为电容器的电容,定义式为: UQC =(2)平行板电容器的电容与两极板间电介质的介电常数ε成正比,与两极板的正对面积S 成正比,与两极板间的距离d 成反比,即dSC ε∝,写成等式kdSC πε4=. (3)注意:电容是反映电容器本身贮电性能的物理量,由电容器本身的构造决定,与电容器带电多少、是否带电及两极间电势差大小等均无关.由平行板电容器电容的决定式可以看出,其电容只与ε、S 和d 有关. 2.解决平行板电容器问题的基本思路(1) 首先确定不变量,电容器始终与电源相接,则电势差U 不变,若电容器充电后断开电源,则Q 不变.(2)用式kdSC πε4=分析平行板电容器电容的变化. (3) 用定义式UQC =分析电量Q 或者电势差U 的变化.(4) 用SkQE d U E επ4==或者分析两极板间电场强度的变化.(四)、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子重力是否可忽略?(1)基本粒子:如电子、质子、离子、原子核等一般忽略重力;(2)带电颗粒:如尘埃、液滴、小球等一般不能忽略。
高中物理电场知识点(精品3篇)

高中物理电场知识点(精品3篇)高中物理电场知识点(1)实验:目的:研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关?原理:根据煤油温度的变化量或观察U形管中液面高度差来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。
实验采用煤油的目的:煤油比热容小,在相同条件下吸热温度升高的快;是绝缘体。
焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
计算公式:Q=I2Rt(适用于所有电路)①串联电路中常用公式:Q=I2Rt。
并联电路中常用公式:Q= U2t/R②无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q= Q1+Q2③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用:Q=U2t/R=Pt应用──电热器:①定义:利用电流的热效应而制成的发热设备。
②原理:焦耳定律。
③组成:电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。
④优点:清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
实验:探究电热与哪些因素有关实验目的:探究通电导体产生的热量与哪些因素有关。
实验原理:利用控制变量法来研究。
实验中把电热的多少转换成加热空气热胀冷缩的大小(加热物体升高温度的多少)。
实验器材:焦耳定律演示装置。
实验步骤:实验1:研究电热与电阻的关系设计电路图,如图(控制电流和通电时间相同)。
检查两个U形管中液柱的高度是否相平,如果不相平,则需要进行调整。
把两个密闭容器中的电阻丝串联。
断开开关,连接实物,如图。
检查电路,把滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。
闭合开关,调节滑片P到达某位置,读出此时电流的大小。
观察两U形管中液柱高度的变化。
实验2:研究电热与电流的关系设计电路图,如图(控制电阻和通电时间相同)。
检查两个U形管中液柱的高度是否相平,如果不相平,则需要进行调整。
把两个密闭容器中的电阻丝串联。
断开开关,连接实物,如图。
检查电路,把滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。
闭合开关,调节滑片P到达某位置,读出此时电流的大小,此时电流表的示数等于电阻R1中电流大小,电阻R2中的电流等于电流表读数的一半。
高中物理电场知识点

高中物理电场知识点一、电场概念电场是指电荷在空间中所形成的一种物理场,是由于电荷的存在而产生的,可以对其他电荷施加电力作用。
二、电场强度1.定义:电场强度E是单位正电荷所受到的电力的大小,标量量,单位是伏/米(V/m)。
2.计算:由于电场强度是单位正电荷所受力的大小,可以通过电场强度的定义公式E=F/q计算,其中F为电荷所受力,q为单位正电荷的电荷量。
三、电场线与电势1.电场线:电场线是指在电场中,在任意一点的切线方向上,使得切线方向为电场强度方向的曲线。
2.电势:电势是指单位正电荷所具有的电位能,是标量量,用V表示,单位是伏特(V)。
3.电势的计算:电势的计算可以通过电场力做功的公式V=W/q计算,其中W为电场力对电荷做的功,q为电荷量。
四、点电荷的电场1.点电荷:电量集中在一个极点上的电荷称为点电荷。
2. 点电荷的电场强度:点电荷的电场强度E与与其距离r的关系式为E=kq/r^2,其中k为电场常数,q为点电荷的电荷量。
五、均匀带电直导线的电场1.均匀带电直导线:均匀带电直导线是指线上的电荷分布均匀的直导线。
2.均匀带电直导线的电场强度:均匀带电直导线上点P处的电场强度E与点P到直导线的距离r的关系式为E=λ/2πεr,其中λ为导线上单位长度的电荷量,ε为真空介电常数。
六、均匀带电平面的电场1.均匀带电平面:电荷均匀分布在一个平面上的电荷平面。
2.均匀带电平面的电场强度:均匀带电平面上点P处的电场强度E与点P到平面的距离d的关系式为E=σ/2ε,其中σ为平面上单位面积的电荷量。
七、电势差与电势能1. 电势差:在电场中,两点A和B之间的电势差Vab是指单位正电荷从A点移动到B点所获得的电位能的变化量。
2.电势能:电荷在电场中具有的电位能,当电荷与电势零点之间存在电势差时,电荷具有电势能。
八、电容和电容器1.电容:电容C是指单位电势差U所存储的电荷量,是标量量,单位是法拉(F)。
2.电容器:电容器是指能够存储电荷并且具有电容的器件。
(完整版)高中物理电场知识点与题型归纳(精编)

高中物理电场总结一. 教学内容:电场考点例析电场是电学的基础知识,是承前启后的一章。
通过这一章的学习要系统地把力学的“三大方法”复习一遍,同时又要掌握新的概念和规律。
这一章为历年高考的重点之一,特别是在力电综合试题中巧妙地把电场概念与牛顿定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来,从求解过程中可以考查学生对力学、电学有关知识点的理解和熟练程度。
只要同学们在复习本章时牢牢抓住“力和能两条主线”,实现知识的系统化,找出它们的有机联系,做到融会贯通,在高考得到本章相应试题的分数是不困难的。
二. 夯实基础知识1. 深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。
(1)库仑定律:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
即:其中k 为静电力常量, k =9.0×10 9 N m 2/c 2成立条件:① 真空中(空气中也近似成立),② 点电荷。
即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。
(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r 都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心间距代替r )。
(2)电荷守恒定律:系统与外界无电荷交换时,系统的电荷代数和守恒。
2. 深刻理解电场的力的性质。
电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。
电场强度E 是描述电场的力的性质的物理量。
(1)定义: 放入电场中某点的电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
这是电场强度的定义式,适用于任何电场。
其中的q 为试探电荷(以前称为检验电荷),是电荷量很小的点电荷(可正可负)。
电场强度是矢量,规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。
(2)点电荷周围的场强公式是: ,其中Q 是产生该电场的电荷,叫场源电荷。
(3)匀强电场的场强公式是: ,其中d 是沿电场线方向上的距离。
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电场一、知识网络二、画龙点睛概念1、两种电荷电荷守恒⑴电荷:具有吸引轻微小物体的性质的物体就说它带了电,这种带电的物体叫做电荷。
①自然界只存在两种电荷,即正电荷和负电荷,用毛皮摩擦过的硬橡胶所带的电荷为负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷。
②电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
⑵电荷量电荷的多少,叫做电荷量。
单位:库仑,简称库,符号是C。
1C=1A·s。
⑶使物体带电的方法及其实质⑴摩擦起电用摩擦的方法可以使物体带电。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。
摩擦起电的实质:不是创造了电荷,而是使自由电子从一个物体转移到另一个物体。
⑵静电感应将电荷移近不带电的导体,可以使导体带电,这种现象叫做静电感应。
利用静电感应使物体带电,叫做感应起电。
静电感应的实质:不是创造了电荷,而是使电荷从物体的一部分转移到另一部分。
2、元电荷(1)元电荷电子(或质子)的电荷量e,叫做元电荷。
e=1.60×10-19C,带电体的电荷量q=Ne.(2)比荷电荷量Q(q)与质量m之比,叫电荷的比荷。
3、电场(1)概念存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用力的一种特殊物质形态,称为电场。
(2)电场的基本性质①对放入其中的电荷有力的作用,这种力称为电场力;②电场能使放入电场中的导体产生静电感应现象。
4、电场强度(1)试探电荷①试探电荷:为了研究电场的存在与分布规律而引入的电荷,叫做试探电荷。
②试探电荷必须满足的条件a.电量充分小b .体积充分小 (2)电场强度①定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
②公式E = Fq (量度式)③场强的大小和方向a .大小:等于单位电荷量的电荷受到的电场力的大小;b .方向:电场中某点的场强的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
④场强的单位在国际单位制中,场强的单位是伏每米,符号V/m ,1N/C =1V/m 。
⑤电场强度的物理意义电场强度是表示电场的强弱和方向的物理量,反映了电场本身的力的性质,由电场本身决定,与试探电荷无关。
5、电场线 (1)电场线如果在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这样的曲线就叫做电场线。
(2)电场线的实验模拟电场线是为形象描述电场而引入的假想的线,不是电场里实际存在的线。
(3)几种典型的电场线分布①点电荷的电场线②等量异种点电荷的电场线③等量同种点电荷的电场线④点电荷与带电平板的电场线分布⑤带等量异种电荷的平行金属板间的电场线(4)电场线的物理意义①电场线中某点的切线方向表示该点的场强方向;②电场线的疏密程度表示场强的相对大小。
(5)电场线的特点①电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,电场线的疏密程度表示场强的相对大小;②电场线不是真实存在的,是形象地描述电场的假想的线;③电场线是不封闭的曲线,它起始于带正电的场电荷或无穷远处,终止于负电荷或无穷远处,电场线不会在没有电荷的地方中断;④静电场中任意两条电场线都不相交;⑤静电场中任意两条电场线也不相切;⑥仅在电场力作用下,电场线一般不是电荷的运动轨迹。
⑦电场线和等势面一定正交,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.⑧沿电场线的方向,正电荷的电势能逐渐减小,负电荷的电势能逐渐增大.⑨沿电场线的方向电势逐渐降低,电场线的方向是电势降落陡度最大的方向.⑩若取无限远处为电势的零点,那么在正电荷形成的电场中,各点的电势都是正值,而且距正电荷越近电势越高;在负电荷形成的电场中,各点的电势都是负值,而且距电荷越近电势越低.⑹电场线的应用6、匀强电场(1)匀强电场在电场的某一区域,如果场强的大小和方向都相同,这个区域的电场叫做匀强电场。
(2)匀强电场电场线分布的特点 匀强电场的电场线是等间距的平行直线。
例题:如图所示,是某电场区域的电场线分布,A 、B 是电场中的两点,问:①A 、B 两点,哪点的场强大; ②画出A 点的场强方向; ③画出负电荷在B 点的受力方向。
解析:①电场的强弱可通过电场线的疏密来确定,从图中可看出,B 点处在电场线较A 密的地方,故B 点的场强大于A 点的场强,即E B >E A 。
②过A 点作曲线的切线,切线方向即是该点的场强方向。
③过B 点作曲线的切线,负电荷在该点的受力方向与该点的场强方向相反。
7、静电平衡状态AB ABE AF B(1)静电平衡当导体中的电荷静止不动,从而场强分布不随时间变化时,导体就达到了静电平衡。
(2)静电平衡状态导体中(包括表面)没有电荷的定向移动的状态,叫做静电平衡状态。
(3)静电平衡的条件处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零。
(4)静电平衡导体的性质①处于静电平衡状态的导体,表面上任何一点的场强方向都跟该点的表面垂直;②处于静电平衡状态的导体,电荷只能分布在导体的外表面上。
③处于静电平衡状态的导体是一个等势体,其表面为一个等势面。
处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,电荷仅分布在导体的外表面上。
因内部场强处处为零,则在导体内部任两点间移动电荷都不做功,因而任两点间的电势差都为零,导体是个等势体,导体表面是个等势面。
静电平衡下的地球及与之相连的导体是等势体。
所以实际中常取地球或与之相连的导体的电势为零。
8、静电屏蔽(1)静电屏蔽导体壳(金属网罩)能保护它所包围的区域,使这个区域不受外电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽。
(2)静电屏蔽的应用电子仪器外套金属网罩,通讯电缆外包一层铅皮等。
9、电势差(1)电场力做功的特点电场力做功也与路径无关,仅跟移送电荷的电荷量、电荷 在电场中移动的初末位置有关。
例:在匀强电场E 中,电荷从A 移动到B ,可沿不同的路径,图中有三种典型的路径。
设A 、B 两点沿电场方向的距离为s ,用无限分割的方法,可以证明,经任意路径移动,电场力做的功都相同。
W AB =Eq ·s对非匀强电场,也可证明电场力做功与路径无关。
(2)电势差 ①电势差电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时,电场上所做的功A BDCW AB 与电荷量q 的比值W ABq,叫做A 、B 两点间的电势差。
②公式U AB =W ABq(量度式)或者W AB =qU AB③物理意义电势差反映了电场本身两点的能的性质。
电场中A 、B 两点间的电势差U AB ,在数值上等于单位正电荷由A 点移到B 点时电场力所做的功W AB 。
④单位:在国际单位制中,电势差的单位是伏特,简称伏,符号是V 。
1V =1 J/C 。
⑤电势差是标量电势差是标量,两点间电势差可以是正值也可以是负值。
U AB =-U BA电势差的绝对值也叫电压。
应用W AB =qU AB 时的两种思路: ①可将q 、U AB ,连同正负号一同代入;②将q 、U AB 的绝对值代入,功的正负依据电场力的方向和位移(或运动)方向来判断。
应用U AB =W ABq求U AB 时,将W AB 、q例题1:在如图所示的电场中,把点电荷q =+210-11C ,由A 点移到B 点,电场力做功W AB =4×10-11J 。
A 、B两点间的电势差U BA 等于多少?B 、A 两点间的电势差U BA 等于多少?解析:由电势差的定义式可知 U AB =W AB q =4×10-112×10-11V =2VU BA =W BA q =-4×10-112×10-11V =-2V例题2:如图所示的电场中,A 、B 两点间的电势差U AB =20V ,电荷q =-2×10-9C 由A 点移到B 点,电场力所做的功是多少?解析:方法一、电场力所做的功W AB =U AB ·q =20×(-2×10-9)J =-4.0×10-8J 。
方法二、电场力所做功W AB =U AB ·q =20×2×10-9J =4×10-8J 。
因F 电方向从B 到A ,s 方向由A 到B ,故电场力做负功。
10、电势(1)电势电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移到参考点(零电势点)时电场力所做的功。
ABU AB=ϕA-ϕBU BA=ϕB-ϕA例题:在图中所示的电场中,取C点为零电势点,1C的正电荷分别由A、B、D三点移动到C点时,电场力所做的功分别是15J、5J、-3J,这三点的电势就分别是A=15V,B=5V,D=-3V。
有了电势的概念,即可用两点的电势的差值来表示两点间的电势差。
U AB=ϕA-ϕBU BA=ϕB-ϕAA、B两点间的电势差U AB=A-B=15V-5V=10V,D、A两点间的电势差U DA=D-A=-3V-15V=-18V。
(2)电势的数值是相对的电场中某点的电势与零电势点的选取有关,电场中某点的电势的数值是相对的。
(3)电势是标量电势是标量,电势的正、负表示该点的电势比零电势高还是低。
(4)物理意义电势是描述电场中一点的能的性质的物理量。
(5)沿电场线的方向,电势越来越低电场中电势的高低可以根据电场线的方向来判断。
如何判断电势高低呢?分析:只要两点间的电势差的情况了解了,电势高低即可清楚,故可取一电荷在电场中移动讨论电场力做功。
在电场中移动电荷时,有下面的四种典型情况:沿着电场线移动正电荷,电场力做正功;逆着电场线移动正电荷,电场力做负功;沿着电场线移动负电荷,电场力做负功;逆着电场线移动负电荷,电场力做正功。
沿着电场线的方向将单位正电荷由AB 点,电场力做正功:U AB =ϕA -ϕB >0ϕA >ϕB结论:沿电场线方向,电势逐渐降低。
沿电场线的方向,电势越来越低。
11、电势能(1)电势能F v电荷在电场中具有的能,称之为电势能。
(2)电场力做功与电势能变化的关系①电场力做正功时电势能减少②电场力做负功时电势能增加③电场力做功与电势能变化的关系电势能的变化与电场力做的功的数值相等。
电势能的增减可从物理意义上分析得出。
电场力做多少正功,电势能就减少多少。
电场力做多少负功,电势能就增加多少。
W=εA-εB=-Δε电势能的变化与电场力做的功的数值相等。
电势能的增减可从物理意义上分析得出。
顺着电场线方向移动正电荷或逆着电场线方向移动负电荷时,电场力做正,电势能减少;逆着电场线移动正电荷或顺着电场线移动负电荷,电场力做负功,电势能增加。
(3)电势能的数值电荷在电场中某点的电势能,在数值上等于把电荷从该点移动到电势能为零处电场力所做的功。
例1:在如图所示的电场中,已知A、B两点间的电势差U AB=-10V。
A B(1)电荷q=+4×10-9 C由A点移动到B点,电场力所做的功是多少?电势能是增加还是减少?(2)电荷q=-2×10-9 C由A点移动到B点,电场力所做的功是多少?电势能是增加还是减少:解析:从图中电场线的方向知道,ϕA<ϕB,U AB=ϕA-ϕB<0,题中给出的U AB为负值。