电场能的性质的描述
电场的描述
类比：
1.库仑定律与万有引力定律类比。 2.电势能与重力势能的类比。 3.电场强度与重力场强度的类比。
4.电势与重力势的类比。
类比1
功
重力做功
能
重力势能
差
高度差
势
高度
重力场 电 场
类比2
电场力做功
电势能
电势差
电势
电场强度 电场的电势
F
w
F E= q w U= q
（5）电场力 F=qE
C 电场的描述（第6课时——电势）
（二）电势 1．研究方法：（1）用q去试探， （2）无法实验，为便于推理，Q简化成匀强电场。 2．探索过程： （1）同q放场中不同点，电势能大小各不相同，说明 电场各处能的特性不同， （2）不同q放场中同一点，电势能也不同，说明电势 能不能反映电场固有特性， （3）为简单起见，设为匀强电场，可知W/q与q无关， 对场中同一点为恒量， （4）可以证明，其它电场中，W/q仍与q无关，
第八章 电场
C、电场的描述
一、电场（electric field）
1．电场是客观存在的一种特殊物质形态，它跟由分子、原 子组成的物质不同，几个电场可以同时占有同一个空间． 2．电场的基本性质，对放入其中的电荷有力的作用，这种 力叫做电场力(electric field force)． （1）电场的这种性质称之为电场具有力的性质． （2）电荷间的作用通过电场发生，是相互的．
2.电场强度
甲电荷
乙电荷
2. 电场强度
1．对电场的研究，检验电 荷的引入． 如图所示，在电荷 Q 的 电场中，放入检验电荷q．
F 结论：在Q的电场中，放入检验电荷q在不同点， 一般是不 q F F 同的，在同一点 是相同的，表明 反映了由Q产生的电场 q q
物理模型.整理(电场)1
= E⋅d
= E⋅d
只适用于
电场的计算⑵ 电场的计算⑵式中的 d 的含义是
点沿电场线方向上的距离， 点沿电场线方向上的距离，或两
在等势面间距。由此可以知道： 在等势面间距。由此可以知道： 间距
强度的方向是电势降落最快的方
平衡条件:在共点力作用下物体的平衡 条件是合力 F 合=0. 可以是只在电力作用下平衡。 可以是在电力和重力作用下平衡。 也可以是在电力，重力与其他力作用下 平衡
场强方向处处相同， 场强大小处处相等 场强方向处处相同， 的区域称之为匀强电场。 的区域称之为匀强电场。 匀强电场中的电场线是等距的平行线。 匀强电场中的电场线是等距的平行线。 电场线是等距的平行线 平行正对的两金属板带等量异种电荷 在两板之间除边缘外的电场就是匀 后， 强电场。 强电场。
1.匀强电场中电势差 U 和电场强 1.匀强电场中电势差 匀强 的关系式为： 的关系式为： U 2. 说明 ⑴ U
电场强度 描述电场的力的 性质
电势 描述电场的能的性 质
电势差 描述电场的做功的本 领
电势能
描述电荷在电场中
做功的本
E = F /q
矢量： 方向为放在 矢量： 电场中的正电荷
ϕ = EP q
标量，有正负， 标量，有正负，正负 只表示大小
U AB = W AB
q
EP = ϕ
标量，有正负， 标量，有正负，正负只 表示电势的高低
负，负负的 负负
由电荷量与该点电
与参考点选
场强为零， 场强为零，电势能
电势为零，电势 电势为零，电势能
= E ⋅d
间沿场强方向上的距离）； 电势沿着场强方向降低最快； ）；电势沿着场强方向降低最快 （ d 为 AB 间沿场强方向上的距离 ）； 电势沿着场强方向降低最快 ；
描述电场能性质的物理量
描述电场能性质的物理量
电场是物质间的相互作用，通常它描述为电势场和磁场。
在物理学中，电场能性质是描述物质如何在特定空间的概念，因此它的形式和性质非常重要。
电场的能量主要来自电荷，它是物体立体空间内的正负电荷，通过电子流发出电磁波。
电场能量定义了物体之间的电场强度，还可以因物体而异地影响物理性质。
首先，在物理学中，电场能性质的重要概念是电场强度。
它定义为物体之间电荷的磁场的强度，它可以通过电容器或电流传输器来测量，并定义为物体之间的距离及其当前状态对于电场的影响。
其次是电位，它是电场中物体之间的电荷差，常以电压表示，它是物体之间产生电场的主要原因。
电位通常用来描述物体之间的相互作用，它可以用来表示某种物质在特定空间中的能量状态。
另一个物理量就是磁势。
它是物体之间磁荷的差异，表征物体之间的相互作用，当物体移动时，它会产生磁场。
磁势的变化表明物体的移动，可以通过磁势电缆来测定。
最后一个物理量是电容量，它表示容纳电荷的能量，电容量是电势场的基本量，它可以用来衡量物体之间的电场强度，也可以表示物体的存储能力。
综上所述，描述物质间电场能性质的物理量主要有电场强度、电位、磁势和电容量。
电场强度以物体之间的距离及其当前状态对于电场的影响衡量；电位是电场中物体之间的电荷差，表示物体之间的相
互作用；磁势是物体之间磁荷的差异，表征物体之间的相互作用；而电容量表示容纳电荷的能量，用来衡量物体之间的电场强度。
由此可见，描述电场能性质的物理量是物理学中重要的概念，它们对于理解物质的相互作用至关重要。
电场能性质的描述——电势能和电势
二、重难点提示：重点：1. 静电力做功特点及计算；2. 理解静电力做功与电势能变化之间的关系。
难点：电势的概念及电势高低的判断。
一、电场力做功与电势能1. 静电力做功的特点（1）在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，可见静电力做功与重力做功相似。
（2）在匀强电场中，静电力做的功W ＝Eqd ，其中d 为沿电场线方向的位移。
2. 电势能（1）定义：电荷在电场中具有的势能。
电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。
（2）静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的减少量，即W AB ＝A p E －B p E 。
（3）电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。
二、电势1. 电势（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
（2）定义式：φ＝q E p（3）标矢性：电势是标量，其大小有正负之分，其正（负）表示该点电势比电势零点高（低）。
（4）相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点选取的不同而不同。
（5）电场线法判断电势高低：沿着电场线方向电势逐渐降低。
2. 等势面（1）定义：电场中电势相同的各点构成的面。
（2）特点①电场线跟等势面垂直，即场强的方向跟等势面垂直；②在等势面上移动电荷时电场力不做功；③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；④等差等势面越密的地方电场强度越大；反之越小；⑤任意两等势面不相交。
例题1 如图所示，在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷＋Q 、－Q ，虚线是以＋Q 所在点为圆心、2L 为半径的圆，a 、b 、c 、d 是圆上的四个点，其中a 、c 两点在x 轴上，b 、d 两点关于x 轴对称，则下列判断正确的是 （ ）A. b 、d 两点处的电势相同B. 四个点中c 点处的电势最低C. b 、d 两点处的电场强度相同D. 将一试探电荷＋q 沿圆周由a 点移至c 点，＋q 的电势能减小思路分析：在两等量异种点电荷产生的电场中，根据电场分布规律和电场的对称性可以判断，b 、d 两点电势相同，均大于c 点电势，b 、d 两点场强大小相同但方向不同，选项A 、B 正确，C 错误；将＋q 沿圆周由a 点移至c 点，＋Q 对其作用力不做功，－Q 对其作用力做正功，所以＋q 的电势能减小，选项D 正确。
物理一轮复习、《电场力的性质》
2023《物理一轮复习、《电场力的性质》》•知识点回顾•重点知识梳理•难点知识解析•经典例题解析目•易错点总结录01知识点回顾当一个带电体靠近一个导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。
静电感应电场是客观存在的一种特殊物质，与形态存在的物质不同，它看不见、摸不着，但又确定存在。
任何电荷的周围都存在着电场，电场常用假想的电场线来描绘。
电场电场的概念01电场强度是描述电场强弱的物理量，是矢量，有大小和方向。
电场强度02大小：试探电荷所受的力与其电荷量的比值。
03方向：正电荷所受电场力的方向。
04点电荷的电场强度：在真空中，点电荷的电场强度E=kQ/r²，与距离的平方成反比；在空气介质中，其电场强度与媒介的种类、压力等因素有关。
电场线是假想的曲线，从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。
电场线的疏密表示电场的强弱。
切线方向表示该点的场强方向。
电场线不封闭，不相交，不相切。
电场线02重点知识梳理理解并掌握电场力的性质总结词电场力的性质包括电场强度、电场线、电势能等概念。
电场强度是描述电场力的性质的物理量，它与试探电荷所受的电场力无关，而与电场本身有关。
电场线是描述电场中电场强度分布的曲线，它可以形象地表示电场的强弱和方向。
电势能是描述电荷在电场中具有的能量，它与电荷的电量和电势有关。
在电场中移动电荷时，电场力会做功，导致电势能的变化。
详细描述电场力的性质电场力的做功与电势能的变化总结词理解并掌握电场力的做功与电势能的变化规律详细描述电场力的做功与路径无关，只与初末位置有关。
在电场中移动电荷时，如果电场力做正功，则电势能减少；如果电场力做负功，则电势能增加。
这一规律可以用来判断电势能的变化情况。
此外，通过电场力做功的计算，还可以求出电荷在电场中的位置势能。
总结词理解并掌握静电感应与静电屏蔽的概念及原理详细描述静电感应是指放在静电场中的导体由于静电感应而带电的现象。
描述电场性质的两个基本物理量
描述电场性质的两个基本物理量描述电场性质的两个基本物理量是电量和电势。
由于E=kT，只有电势能影响功率p，所以把描述电场性质的两个基本物理量叫做电势能和电势。
1、从电量看，电场中任一点都可看作其他各点的等势面，因此，只要知道其他各点的电势能，便可根据E=U/R推导出该点的电势能，而无需知道其它各点的电势。
如果已知了电势，也可根据电势能和电势求出其它各点的电势。
如果不能同时求出电势能和电势，也可根据E=U/d求出电势。
2、从电势看，一般地，电场中任意一点的电势为零。
因为电场是保守场，在电场中任取一点的电势就是电场对该点的力，其值等于该点电势能。
只有当电场对某点的作用力等于零时，该点的电势才为零。
因此，电场中任一点的电势都可以通过电势能这一物理量来表示，并且电势相同的各点处电场作用力的方向均相同，即在同一点上各点电场对电荷的作用力的方向均为顺时针。
也可根据电势的定义进行计算，电势能是电势与电势之间的差，所以E=k*U/d。
3、从电场强度看，在电场中某点P的场强E与该点到场源P之间的距离d成正比，其比例系数叫做电场强度的环路积分。
该式表明：环路积分是电场强度沿场源P传播的速度的负指数函数，其大小等于电场强度的大小除以传播距离，或者说等于电场强度的大小除以穿过场源P的电通量。
即电场强度E=-d*U/dt。
电场强度的单位是伏/米，简称伏特。
4、从电容看，在电场中某点p的电容值B与其电荷Q的电荷量n成反比，即B=Qn。
这里的n是整数，且不等于0，电容的单位是法/库仑，简称法拉。
它们之间的关系是电容=U/n。
5、从电场线看，如果从a点沿电场线方向放一根无限长的细导线，则导线将永远切割不开一段圆弧，其最长切线就是一条从a到b 的闭合曲线，这种情况下称电场线是封闭曲线。
如果电场线是封闭曲线，那么电场线上每一点的场强都等于零，这样的电场称为静电场。
如果电场线不是封闭曲线，且电场强度沿电场线方向为增加，那么电场线是开放曲线。
2016版《全程复习方略》高考物理（全国通用）总复习教师用书配套课件 6.1 电场力的性质的描述
(3)适用条件：_真__空__中的_点__电__荷__。
知识点2 静电场 电场线 电场强度、点电荷的场强 1.静电场：静电场是客观存在于电荷周围的一种_物__质__,其基本性质是 对放入其中的电荷有_力__的__作__用__。
2.电场线的特点： (1)电场线从正电荷出发,终止于_负__电__荷__或__无__限__远__处__,或来自于无限 远处,终止于_负__电__荷__。 (2)电场线在电场中_不__相__交__。 (3)在同一电场中,电场线越密的地方场强_越__大__。 (4)电场线上某点的切线方向表示该点的_场__强__方__向__。 (5)沿电场线方向电势逐渐_降__低__。 (6)电场线和等势面在相交处_互__相__垂__直__。
最小,指向负电荷一方
为零
沿连线先变小,再变大
沿连线先变小,再变 大
比较
等量异种点电荷
等量同种点电荷
沿中垂线由O点向外 O点最大,向外逐渐减 O点最小,向外先变大
电场强度大小
小
后变小
关于O点对称的A与 A′、B与B′的电场 强度
等大同向
等大反向
【典例2】如图所示,在真空中有两个固定的等 量异种点电荷+Q和-Q。直线MN是两点电荷连线 的中垂线,O是两点电荷连线与直线MN的交点。 a、b是两点电荷连线上关于O的对称点,c、d是 直线MN上的两个点。下列说法中正确的是( ) A.a点的场强大于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电 场力先增大后减小 B.a点的场强小于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电 场力先减小后增大
3.电场强度：
F
(1)定义式：E=__q _,是矢量,单位：N/C或V/m。
kQ
人教版高中物理一轮复习课件：6.2电场能的性质的描述
(2)方法技巧 ①分析三个点的电势大小关系，找出电势最高点与最低点连线 上与第三点电势相等的点. ②连接等势点，画出等势线. ③根据电场线与等势线垂直画出电场线. ④根据U=Ed及UAB=φA-φB求所求点的电势.
电场中的功能关系问题
【例证3】(12分)如图所示，同一竖直线上的A、B两点，固定有
2.等势面 (1)定义：电场中_电__势__相__等__的各点组成的面. (2)四个特点. ①等势面一定与_电__场__线__垂直. ②在_同__一__等__势__面__上移动电荷时电场力不做功. ③电场线方向总是从_电__势__高__的等势面指向_电__势__低__的等势面. ④等差等势面越密的地方电场强度_越__大__，反之_越__小__.
(1)小球在C点受到的电场力的大小和方向. (2)在等量异种点电荷的电场中，M点的电势φM.
【解题指南】解答本题时应注意以下两点： (1)等量异种点电荷的电场中电场线、等势面分布的特点. (2)小球由M到C的过程中的功能转化关系.
【规范解答】(1)小球到达最低点C时，+q与-q对其的电场力F1、
电势能
场强为零，电势 能不一定为零； 电势为零，电势 能一定为零
匀强电场中UAB=Ed(d为A、B间沿场强方向的距离)；电势沿着
联系
场强方向降低最快；UAB=φA-φB;
Ep q
; UAB
WAB q
;
WAB=ΔEpAB=EpA-EpB
如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、
半径R=0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、
匀强电场中电势与电场方向的确定 【例证2】如图所示，A、B、C、D、E、F 为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边 形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为 1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电 场线平行.下列说法错误的是( ) A.通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线 B.匀强电场的场强大小为10 V/m C.匀强电场的场强方向为由C指向A D.将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10-19 J