电场的基本性质.ppt

一、电荷 1、自然界中存在正负两种电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷 2、使物体带电的方式 摩擦起电（绝缘体） 感应起电 接触带电 射线照射或光电效应 （导体） 3、电荷守恒定律： 带电的实质是得失电子。任何物体的带电 量都是元电荷 e=1.6 10-19C的整数倍。 电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一 个物体转移到另一个物体，或从物体的一 部分转移到另一部分，在转移的过程中， 电荷的总量不变。 4、比荷： 5、点电荷间的相互作用力 F= K=9.0 109Nm2/c2，叫做静电力恒量。 m q 2 21 r QQk 二 、 描述电场的性质的物理量 电场 强度和电势 1、 电场：电荷周围存在的一种特殊物质 ， 它会对放入其中的电荷产生力的作用 ， 并使其具有能量 ， 电荷间的相互作用是 通过电场来实现的 。 2、 电场强度： （ 1） 定义 E= q F （ 2）物理意义：描述电场的力的性质强 弱及方向的物理量。 （ 3）方向：与正试探电荷受力方向一致。 （ 4）单位 N/c或 V/m。 注意： E= 是定义式而不是决定式，空 间一点的场强是由场源电荷和空间位置决 定的，与试探电荷无关，在点电荷场中 E= ，在匀强电场中 E= q F 2r kQ dU 空间某点的场强等于 形成该电场的所有电 荷在该点产生场强的 矢量和。 E1 E2 E Q1 Q2 + - 3、 电势 （ 1） 定义：电场中某点的电势 ， 等于单位 正电荷由该点移动到电势零点处电场力所 做的功 ， 用符号 表示 。 （ 2） 物理意义：描述电场的能的性质强弱 的物理量 。 （ 3） 是标量 ， 比较代数值 ， 具有相对性 。 空间某点的电势等于各场源电荷分别产生 电势的代数和 。 （ 4） 单位： V伏特 。 4、 电势差 UAB= A- B， 电势差即我们通常所说的电 压 。 5、 电势能 由于电荷间有相互作用而产生的由相对位 置所决定的势能 ， 电场力做正功 ， 电势能 减小 ， 电场力做负功电势能增加 。 Ep=q WAB=qUAB=q( A- B)=EpA-EpB= Ep 6、场强与电势的关系 （ 1）场强为零的地方，电势不一定为 0。 （ 2）电势为零的地方，场强不一定为 0。 （ 3）场强为零的区域内，电势处处相等。 （ 4）匀强电场中 U=Ed。（ d为沿场强方 向的距离） 三、描述电场的图形 电场线与等势面 1、电场线特点 （ 1）从正电荷出发到负电荷终止的假想曲 线，不闭合，也不能在无电荷处中断。 （ 2）电场线的切线方向代表场强方向。 （ 3）电场线的疏密表示场的强弱。 （ 4）电场线与等势面垂直并总是由高等势 面指向低等势面，沿电场线电势降低最快。 （ 5） 电场线不相交也不相切 。 注意：沿电场线电势总是降低的 ， 正电 荷的电势能沿电场线降低 ， 而负电荷的 电势能沿电场线升高 。 电场线不是电荷 的运动轨迹 ， 在只受电场力时 ， 只有电 场线是直线且电荷初速度与电场线平行 时 ， 电荷才会沿电场线运动 。 2、 等势面的特点 （ 1） 等势面上电势处处相等 ， 沿等势面 移动电荷 ， 电场力不做功 。 （ 2） 等势面不相交也不相切 。 （ 3） 等差等势面的疏密表示场的强弱 。 3、 几种特殊场的电场线和等势面分布 （ 1）点电荷场 （ 2）匀强电场 + （ 4）等量异种点电荷场 中点： E 0， =0 （ 3）等量同种点电荷场 中点： E=0， 0 四、电场问题计算中的符号法则 1、矢量运算：不必带入正负，根据正电荷 F与 E同向，负电荷 F与 E相反判断电场力方 向即可。 2、标量运算： W， U， ， Ep， q均有正 负号，要代入算式，遵从计算结果。 五、练习 例 1：如图所示， A、 B是带等量同 种电荷的两小球，它们质量都是 m， 它们的绝缘轻悬线长都是 l，县线 上端都固定在同一点 O上， B球悬 线竖直且被固定， A球因受库仑斥 力而偏离 B球 x距离而平衡静止， 此时 A的悬线拉力为 T，现保持其 它条件不变，用改变 A球质量的方 法，使 A球在距 B为 处静止平衡， 则 A球悬线的拉力为多大？ 2x 解：此题考察库仑定律和力的平衡问 题，用相似三角形法解题，由三角形相似 偏离最低点 x时， 偏离 时， 由库仑定律知 F =4F 解得 m =8m=8T 2 x x F l T l mg 2 x F l T l gm 例 2：下列关于带电粒子在电场中的运 动轨迹与电场线的关系说法中正确的是（ ） A 带电粒子在电场中运动，如只受电场力作 用，其加速度方向一定与电场线方向相同 B 带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场 线重合 C 带电粒子只受电场力作用，由静止开始运 动，其运动轨迹一定与电场线重合 D 带电粒子在电场中运动轨迹可能与电场线 重合 D 例 3：下列说法错误的是（ ） A 物体所带的电量可以为任意实数 B 物体带正电荷 1.6 10-9C，是因为失去 了 1010个电子 C 体积很小的带电体不一定是点电荷 D 相互作用的两个点电荷中带电量大的受 库仑力与带电量小的一样大 A 例 4：一个电量为 q的正点电荷，在电场中 从 a点移到 b点，电场力对该点电荷做功 W， 那么 a、 b两点之间的电势差等于（ ） A W/q B q/W C W D qW A 例 5：如图所示， P、 Q是两个电量相等 的正点电荷，他们连线的中点是 O、 M、 N是 中垂线上的两点， OMON， EM、 EN、 M、 N分别表示 M、 N两点的场强和电势（ ） A EM一定大于 EN， M一定大于 N B EM不一定大于 EN， M一定大于 N C EM一定大于 EN， M不一定大于 N D EM不一定大于 EN， M不一定大于 N B 六、知识小结 两种电荷 电荷守恒定律 库仓定律 公式 适用条件 电场 力的性质 电场强度 电场力 电场线 电势 电势能 直观描述 等势面 能的性质