电场的性质学.doc

电场的性质 一．元电荷、点电荷 (1)元电荷：e＝1.6×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。电子的电荷量q＝－1.6×10－19 C。 (2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小和形状的理想化模型。 ．电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不能创生，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者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保持不变。 (2)起电方法：摩擦起电、感应起电、接触起电。 (3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。 (4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带相同电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分。 库仑定律1．内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与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。 2．表达式：F＝k，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量。 3．适用条件：真空中的点电荷。 (1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式。 (2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时 ，可以把带电体看成点电荷。 4．库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，为斥力；异种电荷相互吸引，为引力。 电场强度1．电场的基本性质：对放入其中的电荷有作用力。 2．电场强度 (1)定义式：E＝，是矢量，单位：N/C或V/m。 (2)点电荷的场强：E＝k，适用于计算真空中的点电荷产生的电场。 (3)方向：规定为正电荷在电场中某点所受静电力的方向。 场线1．定义 为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。 2．特点 (1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处； (2)电场线在电场中不相交； 3．应用 (1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大； (2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向； (3)沿电场线方向电势逐渐降低； (4)电场线和等势面在相交处互相垂直。 4．几种典型电场的电场线 库仑力作用下的平衡问题三个自由点电荷的平衡问题： 条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。 规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔； “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小； “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。 电场力做功与电势能1.电场力做功 (1)特点：电场力做功和路径无关，只与初、末位置有关． (2)计算方法[来源:学。科。网Z。X。X。K] WAB＝qEL，只适用于匀强电场，其中L为沿电场线方向的位移． WAB＝qUAB，适用于任何形式的电场． 电势能 (1)定义：电荷在电场中某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功． (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，WE＝EpA－EpB. (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穷远处的电势能规定为零，或把电荷在地球表面的电势能规定为零．电势与等势面1.电势 (1)定义式：φM＝. (2)矢标性：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(或低)． (3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因电势零点选取的不同而不同． 2．等势面的特点 (1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直． (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． 电 势 差1.定义式：UAB＝. 2．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB. 3．影响因素 电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零势点的选取无关． 4．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中d为电场中两点间沿电场线方向的距离．(2)电场强度的方向和大小：电场中，场强方向是指电势降低最快的方向．在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势． 电势高低与电势能大小的判断方法 1.电势高低的判断[来源:学§科§网] 判断角度 判断方法 依据电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降低 依据电场力做功 根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低 依据场源 电荷的正负 取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低 2.电势能大