电场的基本性质

电场的基本性质电场的基本性质 一、电荷一、电荷1、自然界中存在正负两种电荷、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用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷2、使物体带电的方式、使物体带电的方式摩擦起电（绝缘体）摩擦起电（绝缘体）感应起电感应起电接触带电接触带电射线照射或光电效应射线照射或光电效应（导体）（导体）3、电荷守恒定律：、电荷守恒定律：带电的实质是得失电子。任何物体的带电带电的实质是得失电子。任何物体的带电量都是元电荷量都是元电荷e=1.610-19C的整数倍。的整数倍。电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一电荷既不能创造，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，部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。电荷的总量不变。4、比荷：、比荷：5、点电荷间的相互作用力、点电荷间的相互作用力F=K=9.0109Nm2/c2，叫做静电力恒量。，叫做静电力恒量。二二、描描述述电电场场的的性性质质的的物物理理量量电电场场强度和电势强度和电势1、电电场场：电电荷荷周周围围存存在在的的一一种种特特殊殊物物质质，它它会会对对放放入入其其中中的的电电荷荷产产生生力力的的作作用用，并并使使其其具具有有能能量量，电电荷荷间间的的相相互互作作用用是是通过电场来实现的。通过电场来实现的。2、电场强度：、电场强度：（1）定义）定义E=（2）物理意义：描述电场的力的性质强）物理意义：描述电场的力的性质强弱及方向的物理量。弱及方向的物理量。（3）方向：与正试探电荷受力方向一致。）方向：与正试探电荷受力方向一致。（4）单位）单位N/c或或V/m。注意：注意：E=是定义式而不是决定式，空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，在点电荷场中定的，与试探电荷无关，在点电荷场中E=，在匀强电场中，在匀强电场中E=空间某点的场强等于空间某点的场强等于形成该电场的所有电形成该电场的所有电荷在该点产生场强的荷在该点产生场强的矢量和。矢量和。E1E2EQ1Q2+-3、电势、电势（1）定定义义：电电场场中中某某点点的的电电势势，等等于于单单位位正正电电荷荷由由该该点点移移动动到到电电势势零零点点处处电电场场力力所所做的功，用符号做的功，用符号表示。表示。（2）物物理理意意义义：描描述述电电场场的的能能的的性性质质强强弱弱的物理量。的物理量。（3）是是标标量量，比比较较代代数数值值，具具有有相相对对性性。空空间间某某点点的的电电势势等等于于各各场场源源电电荷荷分分别别产产生生电势的代数和。电势的代数和。（4）单位：）单位：V伏特。伏特。4、电势差、电势差UAB=A-B，电电势势差差即即我我们们通通常常所所说说的的电电压。压。5、电势能、电势能由由于于电电荷荷间间有有相相互互作作用用而而产产生生的的由由相相对对位位置置所所决决定定的的势势能能，电电场场力力做做正正功功，电电势势能能减小，电场力做负功电势能增加。减小，电场力做负功电势能增加。Ep=qWAB=qUAB=q(A-B)=EpA-EpB=Ep6、场强与电势的关系、场强与电势的关系（1）场强为零的地方，电势不一定为）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）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。）场强为零的区域内，电势处处相等。（4）匀强电场中）匀强电场中U=Ed。（。（d为沿场强方为沿场强方向的距离）向的距离）三、描述电场的图形三、描述电场的图形电场线与等势面电场线与等势面1、电场线特点、电场线特点（1）从正电荷出发到负电荷终止的假想曲）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。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。）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。）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）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。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。）电场线不相交也不相切。注注意意：沿沿电电场场线线电电势势总总是是降降低低的的，正正电电荷荷的的电电势势能能沿沿电电场场线线降降低低，而而负负电电荷荷的的电电势势能能沿沿电电场场线线升升高高。电电场场线线不不是是电电荷荷的的运运动动轨轨迹迹，在在只只受受电电场场力力时时，只只有有电电场场线线是是直直线线且且电电荷荷初初速速度度与与电电场场线线平平行行时，电荷才会沿电场线运动。时，电荷才会沿电场线运动。2、等势面的特点、等势面的特点（1）等等势势面面上上电电势势处处处处相相等等，沿沿等等势势面面移动电荷，电场力不做功。移动电荷，电场力不做功。（2）等势面不相交也不相切。）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。）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、几种特殊场的电场线和等势面分布（1）点电荷场）点电荷场 （2）匀强电场）匀强电场+（4）等量异种点电荷场）等量异种点电荷场中点：中点：E0，=0（3）等量同种点电荷场）等量同种点电荷场中点：中点：E=0，0四、电场问题计算中的符号法则四、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、矢量运算：不必带入正负，根据正电荷F与与E同向，负电荷同向，负电荷F与与E相反判断电场力方相反判断电场力方向即可。向即可。2、标量运算：、标量运算：W，U，Ep，q均有正均有正负号，要代入算式，遵从计算结果。负号，要代入算式，遵从计算结果。五、练习五、练习例例1：如图所示，：如图所示，A、B是带等量同是带等量同种电荷的两小球，它们质量都是种电荷的两小球，它们质量都是m，它们的绝缘轻悬线长都是，它们的绝缘轻悬线长都是l，县，县线上端都固定在同一点线上端都固定在同一点O上，上，B球球悬线竖直且被固定，悬线竖直且被固定，A球因受库仑球因受库仑斥力而偏离斥力而偏离B球球x距离而平衡静止，距离而平衡静止，此时此时A的悬线拉力为的悬线拉力为T，现保持其，现保持其它条件不变，用改变它条件不变，用改变A球质量的方球质量的方法，使法，使A球在距球在距B为为 处静止平衡，处静止平衡，则则A球悬线的拉力为多大？球悬线的拉力为多大？解：此题考察库仑定律和力的平衡问解：此题考察库仑定律和力的平衡问题，用相似三角形法解题，由三角形相似题，用相似三角形法解题，由三角形相似偏离最低点偏离最低点x时，时，偏离偏离 时，时，由库仑定律知由库仑定律知F=4F解得解得m=8m=8T 例例2：下列关于带电粒子在电场中的运：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（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带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合线重合C 带电粒子只受电场力作用，由静止开始运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带电粒子在电场中运动轨迹可能与电场线重合重合D例例3：下列说法错误的是（：下列说法错误的是（）A 物体所带的电量可以为任意实数物体所带的电量可以为任意实数B 物体带正电荷物体带正电荷1.610-9C，是因为失去了，是因为失去了1010个电子个电子C 体积很小的带电体不一定是点电荷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库仑力与带电量小的一样大A例例4：一个电量为：一个电量为q的正点电荷，在电场中的正点电荷，在电场中从从a点移到点移到b点，电场力对该点电荷做功点，电场力对该点电荷做功W，那么，那么a、b两点之间的电势差等于（两点之间的电势差等于（）A W/q B q/W C W D qWA 例例5：如图所示，：如图所示，P、Q是两个电量相等是两个电量相等的正点电荷，他们连线的中点是的正点电荷，他们连线的中点是O、M、N是是中垂线上的两点，中垂线上的两点，OMON，EM、EN、M、N分别表示分别表示M、N两点的场强和电势（两点的场强和电势（）A EM一定大于一定大于EN，M一定大于一定大于NB EM不一定大于不一定大于EN，M一定大于一定大于NC EM一定大于一定大于EN，M不一定大于不一定大于 ND EM不一定大于不一定大于EN，M不一定大于不一定大于NB六、知识小结六、知识小结两种电荷两种电荷 电荷守恒定律电荷守恒定律库仓定律库仓定律公式公式适用条件适用条件电场电场力的性质力的性质电场强度电场强度电场力电场力电场线电场线电势电势电势能电势能直观描述直观描述等势面等势面能的性质能的性质大连教育网录 制