专题6++电场讲义.doc

一、基本物理量间的联系 二、库仑定律 1．内容：在真空中两个点电荷的相互作用力跟它们电荷量的乘积成正比跟它们之间距离的平方成反比作用力的方向在它们的连线上． 表达式：F＝其中k为静电力常量＝9.0×10 3．适用范围：库仑定律适用于真空中、点电荷间的相互作用点电荷在空气中的相互作用也可以应用该定律． (1)对于两个均匀带电绝缘球体可以将其视为电荷集中于球心的点电荷为两球心之间的距离． (2)当两金属球的距离较小时由于电荷分布的变化它们不能被视为点电荷库仑定律不再适用但它们之间仍存在静电力如图所示． (3)不能根据公式错误地推论：当r趋于零时趋于无穷大．原因是在这样的条件下带电体不能看成点电荷＝不再适用． 三、电场强度 电场强度的性质 (1)矢量性：电场强度E是表示电场力的性 (2)唯一性：电场中某点处的电场强度E是唯一的它的大小和方向与放入该点的电荷无关取决于形成电场的电荷(源电荷)及空间位置． (3)叠加性：在同一空间如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和． 电场强度的两个公式的比较 区别 公式 物理含义 引入过程 适用范围 ＝ 是电场强度大小的定义式 由比值法引入与F、q无关反映某点电场的性质 适用于一切电场 E＝ 是真空中点电荷场强的决定式 由E＝和库仑定律导出 真空 四、电场线和等势面 电场线的特点 (1)电场线是用来形象地描述电场分布的一簇曲线．电场线不是真实存在的是一种假想线； (2)在静电场中电场线起始于正电荷或无限远终止于无限远或负电荷不形成闭合曲线； (3)电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致； (4)电场线密处电场强电场线疏处电场弱； (5)电场线在空间无电荷处不相交． 等势面的特点 (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)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面； (4)任意两个等势面都不会相交； (5)等势面越密的地方电场强度越大即等势面分布的疏密可以描述电场的强弱． 常见电场的电场线和等势面分布 电场线(虚线)和等 势面(实线)图样 电场线特点 等势面特点 匀强电场 疏密相同的平行直线 垂直于电场线 的一簇平面 正点电荷的电场 (1)离点电荷越近电场线越密集场强越强方向由正点电荷指向无穷远或由无穷远指向负点电荷； (2)在正(负)点电荷形成的电场中不存在场强相同的点； (3)若以点电荷为球心作一个球面电场线处处与球面垂直在此球面上场强大小处处相等方向各不相同 以点电荷为球心 的一簇球面 等量异种点电荷的电场 (1)两点电荷连线上各点的场强方向从正电荷指向负电荷沿电场线方向场强先变小再变大； (2)两点电荷连线的中垂线上电场线的方向均相同即场强方向相同且与中垂线垂直； (3)两点电荷连线上关于中点对称的两点的场强等大同向 连线的中垂面为等势面且与无穷远处电势相等 等量同种点电荷的电场 (1)两点电荷连线中点O的场强为零此处无电场线； (2)从两点电荷连线中点沿中垂线到无限远电 (3)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行关于中点对称的两点场强等大、反向 两点电荷连线上中点处电势最低而在中垂线上中点处电势最高 枕形导体形成的电场 导体表面越尖锐的位置电场线越密集 整个导体是等势体表面是等势面．导体表面越尖锐的位置等势面分布越密集 五、电场强度、电势、电势差、电势能的区别与联系 电场强度 电势 电势差 电势能 意义 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质 描述电场力做功的本领 描述电荷在电场中的能量电荷做功的本领 矢 标 性 矢量方向为电场中的正电荷的受力方向 标量但有正负正负只表示大小 标量有正负正负只表示电势的高低 正电荷在正电势位置有正电势能简化为：正正得正负正得负负负得正 决定 因素 场强由电场本身决定与试探电荷无关 电势由电场本身决定与试探电荷无关其大小与参考点的选取有关有相对性 由电场本身的两点间差异决定与试探电荷无关与参考点的选取无关 由电荷量和该点电势二者决定与参考点的选取有关 关系 场强为零的地方电势不一定为零 电势为零的地方场强不一定为零 零场强区域两点间电势差一定为零电势差为零的区域场强不一定为零 场强为零电势能不一定为零 六、两个电容公式的比较 公式 公式类别 适用范围 制约因素 ＝＝ 定义式 任何电容 电容器本身(不能说C与Q成正比与U成反比) C＝ 决定式 仅对平行板电容器适用 与极板的正对面积S、距离d、电介质的相对介r有关 七、带电粒子在电场中的运动 加速 (1)匀强电场中与E平行时可用牛顿第二定律和运动学公式求解：a＝ E＝－v＝2ax. (2)非匀强电场中用动能定理求解(匀强电场亦