第2讲电场能的性质的描述

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2020年高考物理一轮复习第九单元静电场第2讲电场的能的性质练习含解析新人教版

第2讲电场的能的性质1 电势能、电势(1)静电力做功①特点:静电力做功与路径无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。

②计算方法W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿电场方向的位移。

W AB=qU AB,适用于任何电场。

(2)电势能①电场力做功的特点:电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关。

②电势能a.定义:电荷在电场中具有的势能,在数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。

b.电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的减少量,即W AB=E p A-E p B=-ΔE p。

(3)电势①定义:试探电荷在电场中某点具有的电势能E p与它的电荷量q的比值。

②定义式:φ=。

③矢标性:电势是标量,有正、负之分,正(负)表示该点电势比零电势高(低)。

④相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取的零电势点的不同而不同。

(4)等势面①定义:由电场中电势相等的各点组成的面。

②四个特点a.等势面一定与电场线垂直。

b.在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。

c.电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。

d.等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小。

河北刑台五校联考)在静电场中,将电子从A点移到B点,电场力做了正功,则()。

A.电场强度的方向一定是由A点指向B点B.电场强度的方向一定是由B点指向A点C.电子在A点的电势能一定比在B点的高D.A点的电势一定比B点的高【答案】C山东日照高三模拟)(多选)下列关于电势高低的判断,正确的是()。

A.负电荷从A移到B时,外力做正功,A点的电势一定较高B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低D.正电荷只在电场力作用下从静止开始,由A移到B,A点的电势一定较高【答案】CD湖北黄冈五校联考)(多选)某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是()。

A.a点电势高于b点电势B.c点电场强度大于b点电场强度C.若将一检验电荷+q由a点移至b点,它的电势能增大D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一检验电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小【答案】AD2 电势差(1)定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。

电场的基本概念与性质

电场的基本概念与性质电场是电力学中一个基本的概念，它描述了电荷对周围空间的影响。

了解电场的基本概念与性质对于理解电力学和电磁学的原理至关重要。

本文将介绍电场的基本概念、电场的性质以及与电场相关的一些重要概念。

一、电场的基本概念电场可以被定义为电荷在空间中产生的一种影响力，它可以描述电荷在空间中的分布情况以及其对其他电荷的作用力。

电场可以被表示为矢量场，其方向由正电荷指向负电荷，大小与电荷的量和分布有关。

电场的基本概念可以通过库仑定律来进一步理解。

根据库仑定律，两个电荷之间的作用力与它们之间的距离成反比，与它们的电荷量成正比。

而电场强度可以定义为单位正电荷所受的力，即F=qE，其中F为作用力，q为电荷量，E为电场强度。

二、电场的性质1. 电场的叠加性：当存在多个电荷时，它们所产生的电场可以通过简单地将各个电场矢量相加来得到总的电场。

这意味着电场是一个可叠加的量，便于计算和研究。

2. 电场的无穷远性质：根据库仑定律可以得知，当两个电荷的距离趋近于无穷远时，它们之间的作用力趋近于零。

因此，电场在无穷远处趋近于零。

3. 电场的方向性：根据电场的定义，电场矢量的方向由正电荷指向负电荷。

在均匀点电荷分布的情况下，电场指向正电荷的方向与电场强度大小成反比，指向负电荷的方向与电场强度大小成正比。

三、与电场相关的重要概念1. 电势：电势是描述电场能量分布的物理量，可以用电场强度的积分来表示。

电势的单位是伏特（V），它表示单位正电荷在电场中所具有的电势能。

电势的概念对于理解电场与电势之间的关系以及电荷的运动状态具有重要意义。

2. 高斯定律：高斯定律是电场理论中的一条基本定律，它描述了电场与电荷分布之间的关系。

根据高斯定律，电场的总通量与被电场所包围的闭合曲面上的总电荷成正比。

高斯定律对于计算电场强度、判断电场分布以及分析导体内的电场分布等都具有重要的应用价值。

3. 电介质：电介质是指那些在外加电场下能够发生极化现象的物质，例如绝缘体。

高考物理一轮复习课件第八章第2讲静电场中能的性质

考向2 等分法确定电场线及电势高低
例5 如图所示，等边△ABC所在平面与匀强电场平行，其中电势φA＝φ， φB＝2φ，φC＝3φ(φ>0)，保持该电场的大小和方向不变，让等边三角形以 A点为轴在纸面内顺时针转过30°，到△AB′C′位置，则此时的C′点电势为
A.φ
B.2φ
C. 3φ
√D.(1＋ 3)φ
力大小相等、方向相反 B.单位正电荷从D点沿任意路径移到无限远，静电力做正功，电势能减小
√C.单位正电荷从D点沿DCO移到O点，电势能增大
D.单位正电荷从O点沿OCD移到D点，电势能增大
电荷量为＋q 的电荷在 O 点产生的电场强度大小为： E1＝klq2，方向向右；电荷量为－q 的电荷在 O 点产生的电场强度大小为 E2＝klq2，方向向右，所以 O 点的合场强为 E＝ 2klq2，方向向右，单位正电荷在 O 点受到的静电力大小为：F＝2eklq2，方向向右.电荷量为＋q 的电荷在 D 点产生的电场强度大小为：E2＝ k9ql2，方向向右；电荷量为－q 的电荷在 D 点产生的电场强度大小为 E3＝klq2，方向向左，所以 D 点的合场强为 E′＝k98lq2，方向向左，单位正电荷在 D 点受到的静电力大小为：F′＝ke98lq2，方向向左，A 错误；
考点三
电场线、等势面及运动轨迹问题
基础梳理夯实必备知识
1.等势面 (1)定义：电场中电势相同的各点构成的面. (2)四个特点： ①在同一等势面上移动电荷时静电力不做功 . ②电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面. ③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小 . ④任意两个等势面都不相交.
2.几种常见等势面的比较

电场的两大性质

电场的作用
电场对放入其中的电荷产生力的作用，即库仑力。
电场可以传递能量，例如静电感应过程中电场传递电能。
电场可以改变电荷的运动状态，即产生加速度。
02 电场的物理性质
电场力
电场力是电荷在电场中受到的力，其大小与电荷的电量成正比，与电荷所在位置的电场强
度成正比。
电场力具有方向，其方向与正电荷所受电场力的方向相同，与负电荷所受电场力的
性质也满足相应的对称性。
常见的电场对称性包括轴对称、面对称、中心对称等。
电场的对称性有助于简化电场的计算和分析过程。
04 电场的动态性质
电场的变化规律
电场随时间变化
电场随时间变化而产生电磁波，如无线电波、光波等。
电场随空间变化
电场随空间位置的变化而产生电势差和电场梯度，影响电荷的运动和能量分布。
利用电场使灰尘颗粒带电，然后在电场中受力而沉积，实现空气净化。
静电复印
利用电场将带电墨粉吸附到纸张上，实现文字和图像的复制。
电子束焊接
在真空环境下，通过电场加速电子束，使电子束撞击工件表面产生热量实现焊接。
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感谢您的观看
方向相反。
电场力是库仑力的宏观表现，是电场中电荷相互作用的力。
电场强度
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，其大小等于单位点电荷在该点所受的电场力。
电场强度具有方向，其方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同。
电场强度是矢量，具有大小和方向，遵循矢量运算法则。
电势
01 电势是描述电场能的物理量，其大小等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
线垂直。
电场线的疏密程度表示电场强度的大小，越密集的地方电场强

第2讲电场能的性质

二、电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．电势差 (1)定义式：UAB＝WqAB。 (2)电势差与电势的关系：UAB＝ φA－φB ，UAB＝－UBA。 (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，与零电势点的选取无关。 2．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这
4．(2020·山东等级考)(多选)真空中有两个固定的带正电的
点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二
者连线上的 O 点时，仅在电场力的作用下恰好保持静
止状态。过 O 点作两正电荷连线的垂线，以 O 点为圆心的圆与连线和垂线
分别交于 a、c 和 b、d，如图所示。以下说法正确的是
()
A．a 点电势低于 O 点
()
解析：电子绕正电荷做椭圆轨道运动，可类比太阳系内行星的运动，根据开普勒第二定律可知，电子在 A 点的线速度大于在 C 点的线速度，选项 A 错误； A 点距离正电荷较近，受库仑力较大，根据牛顿第二定律可知，电子在 A 点的加速度大于在 C 点的加速度，选项 B 错误；电子由 A 运动到 C 的过程中电场力做负功，电势能增加，选项 D 正确，C 错误。答案：D
(二)电势能大小的判断 3．类比是一种常用的研究方法。如图所示，O 为椭圆 ABCD
的左焦点，在 O 点固定一个正电荷，某一电子 P 正好沿椭圆 ABCD 运动，A、C 为长轴端点，B、D 为短轴端点，这种运动与太阳系内行星的运动规律类似。下列说法正确的是
A．电子在 A 点的线速度小于在 C 点的线速度 B．电子在 A 点的加速度小于在 C 点的加速度 C．电子由 A 运动到 C 的过程中电场力做正功，电势能减小 D．电子由 A 运动到 C 的过程中电场力做负功，电势能增加可判断电Fra bibliotek能的变化情况。

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。

电场能的知识点总结

电场能的知识点总结电场能是指物体因在电场中而具有的能量。

电场能是电荷在电场中储存的能量。

在电场中，正电荷和负电荷之间会产生相互作用，这种相互作用会使得电荷具有电场能。

电场能的存在对于电场的存在和作用有着重要的影响。

本文将对电场能的相关知识进行总结，包括电场能的定义、性质、计算和应用等方面。

1. 电场能的定义电场是由电荷所产生的一种物理场，它是一个具有能量的场。

当一个电荷放置在电场中时，其位置和状态都会受到电场的影响，这就是电场能。

电场能是电荷在电场中所具有的能量，它能够影响电荷的运动和相互作用。

2. 电场能的性质（1）电场能与电荷之间的相互作用：电场能是电荷在电场中所具有的能量，它能够影响电荷的位置和状态。

当一个电荷置于电场中时，它会受到电场的作用力，这种作用力会使电荷具有电场能。

（2）电场能的正负：电场能是一个标量量，其正负取决于电荷在电场中的位置和状态。

当电荷在电场的正方向移动时，其电场能为正；当电荷在电场的负方向移动时，其电场能为负。

（3）电场能与电势能的关系：电场能与电势能密切相关，它们都是描述电荷在电场中具有的能量。

电场能是由电势能所导出的，当电荷在电场中发生移动时，电势能会转化为电场能。

电场能还可以转化为动能或其他形式的能量，这种相互转化是由电场力所引起的。

3. 电场能的计算电场能的计算可以通过电场能的定义和电场力的计算来实现。

电场能的计算涉及到电场的场强和电荷所受到的作用力。

根据电场能的定义，其计算公式为：E = qV其中E表示电场能，q表示电荷量，V表示电场的电势能。

根据这个计算公式，我们可以通过电荷量和电场的电势能来计算电场能的大小。

在实际应用中，我们还可以通过电场力和电荷的位移来计算电场能的大小。

4. 电场能的应用电场能在许多领域中都有着重要的应用，它可以影响电荷的运动和相互作用，从而对电场的存在和作用产生影响。

电场能的应用包括以下几个方面：（1）电动机和发电机：电场能可以转化为动能和电能，这种能量转化在电动机和发电机中有着重要的应用。

2023届高考物理一轮复习课件：第2讲+电场能的性质

C.带电质点通过P点的动能比Q点大
D.带电质点通过P点时的加速度比Q点小
目录
AB的中点C的电势均满足φC＝(φA＋φB)/2
推论2：匀强电场中平行且相等的线段电势差相等。
AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)
虚线：等势线
E
研透命题要点
创新设计
U
3.E＝ d 在非匀强电场中的两点妙用
(1)判断电场强度的大小：等差等势面越密，电场强度越大。
(2)判断电势差的大小：距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大；E越小，
能分别为Epa和Epb，电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb，则(D
)
A.Epa>Epb，Fa>Fb
B.Epa>Epb，Fa<Fb
C.Epa<Epb，Fa>Fb
D.Epa<Epb，Fa<Fb
目录
静电感应：
当把一个不带电的金属导体放在电场中时，导体的两端分别感应出等量的正、
负电荷，“近端”出现与场源电荷异种的感应电荷，“远端”出现与场源电
荷同种的感应电荷。这种现象叫静电感应。
+
+
+ C
+
+
+
+
A
+
B +
+
夯实必备知识
创新设计
2.静电平衡
(1)定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场的场强在导体内部大小相等
定向移动
且方向相反，使得叠加场强为零时，自由电荷不再发生__________，导体处
于静电平衡状态。
(2)处于静电平衡状态的导体的特点
强度大小为Ea，方向与ab连线成30°角；b点的电场强度大小为Eb，方向与ab

电场的概念与性质

电场的概念与性质电场是物理学中的一个重要概念，它描述了电荷间相互作用的力场。

理解电场的概念和性质对于我们认识电磁现象以及应用电学原理非常重要。

本文将深入探讨电场的概念与性质，帮助读者更好地理解电场的本质。

一、电场的概念电场是围绕电荷存在的一种物理现象。

当一个电荷存在于空间中时，它会在其周围形成一个电场。

这个电场对于其他电荷具有作用力，可以通过电场产生电势能，从而对电荷进行作用。

根据库仑定律，电场的强度与电荷的大小成正比，与距离的平方成反比。

可以用公式来表达电场的强度E：E = k * Q / r^2其中，E是电场的强度，k是电场常量，Q是电荷大小，r是距离。

这个公式说明了电场强度与电荷大小和距离的关系。

二、电场的性质1. 电场是矢量量，具有方向性。

电场强度的方向与电荷的正负有关，正电荷的电场强度指向电荷外部，而负电荷的电场强度指向电荷内部。

2. 电场具有叠加性。

当空间中存在多个电荷时，每个电荷对于某一点的电场强度之和等于各个电荷产生的电场强度的矢量和。

3. 电场对电荷具有作用力。

根据库仑定律，电场的作用力与电荷的大小和电场强度成正比。

这个作用力称为库仑力，是电场力的一种表现形式。

4. 电场能够进行能量传递。

在电场作用下，电荷可以获得电势能或失去电势能。

电场在电荷之间进行能量传递，是电荷间相互作用的媒介。

5. 电场是连续存在的。

电场是通过电荷之间的相互作用形成的，它是连续存在的，没有间断点。

无论距离电荷多远，电场总是存在的。

6. 电场具有不可压缩性。

电场力是一种能量传递的媒介，它具有不可压缩性。

即使在电场中存在电荷的移动，电场仍然保持不变。

电场是不会随着电荷的移动而减弱或消失的。

三、电场的应用电场的理论与实际应用有着密切的联系，电场的概念与性质在日常生活中有着广泛的应用。

1. 静电防护：静电是一种常见的现象，静电的产生往往引起不便甚至危险。

通过合理设计电场，可以有效地消除或减小静电的影响，保护人们和设备的安全。

电场的概念和性质

电场的概念和性质电场是电荷周围的空间中存在的一种物理量，它能够对其他电荷施加力的作用。

电场可以通过一系列的性质来描述和研究。

本文将介绍电场的概念和性质，并探讨其在物理学中的应用。

一、电场的概念1. 电荷：电荷是物质的基本属性之一，分为正电荷和负电荷两种。

所带电荷之间的相互作用通过电场来实现。

2. 电场：电场是一种物理量，它用于描述电荷周围的空间中的物理现象。

电场可以通过电场强度来衡量，用字母E表示。

3. 电场强度：电场强度是电场的一种度量，用于描述单位正电荷所受到的力的大小。

电场强度的单位是牛顿/库仑，记作N/C。

4. 电场线：电场线是描述电场分布的一种图形表示方法。

电场线是从正电荷流向负电荷，且与电场方向始终垂直。

二、电场的性质1. 叠加原理：当存在多个电荷时，它们所产生的电场可以叠加。

即电场强度叠加，电场线也相应叠加。

2. 等势面：等势面是电场中的一种特殊曲面，上面的任意两点之间的电势差为零。

等势面上的电场线垂直于等势面。

3. 势能：电场中的电荷在电场力作用下具有势能。

电势能的大小与电荷的电势差以及电荷的电量有关，由公式U=qV计算，其中U表示电势能，q表示电荷，V表示电势差。

4. 高斯定律：高斯定律是电场研究中的基本定律之一，描述了电场的产生与分布。

根据高斯定律，电场通过一个闭合曲面的总通量等于该闭合曲面内部的总电荷除以真空介质的介电常数。

三、电场在物理学中的应用1. 静电场：静电场是电场的一种特殊情况，其中存在的电荷不发生运动。

静电场广泛应用于静电纺丝、电力仪表和静电防护等领域。

2. 电场感应：电场可以通过感应的方式，引起导体中的电荷重新分布，从而实现信息的传递和存储。

电场感应在电磁感应、电容器和电路中起着重要作用。

3. 场电势：电场对电荷进行做功时，具有场电势的概念。

场电势是电场的一种度量，通过场电势可以计算单位正电荷在电场中积累的电势能。

4. 电场对粒子的影响：电场可以对带电粒子施加力，从而改变其运动状态。

电场的性质特点

电场的性质特点电场是由电荷产生的物理现象，它具有许多特点和性质。

本文将重点探讨电场的性质特点，包括电场的定义、电场的特性以及电场的应用。

一、电场的定义电场是指电荷周围存在的一种物理场，是由电荷所形成的力场。

电场可以通过电场力来描述，其大小与电荷量和距离成反比，方向则与电荷的正负有关。

二、电场的特性1. 叠加性：电场服从叠加原理，即当有多个电荷存在时，其电场叠加，最终形成的电场是各个电荷产生的电场的矢量和。

2. 无源性：电场无源，即电场的环绕闭合路径上总电场功为零。

这意味着在电场中做功是不可能的。

3. 等势性：电场中的所有点满足相同的电势值，这些点构成等势线，等势线是垂直于电场线的曲线。

等势线上的电场力做功为零。

4. 电场强度：电场强度用于描述电场的强弱，并且与电荷量和距离成反比。

电场强度的单位是牛顿/库仑。

5. 电场线：电场线用于描述电场的方向和强弱，为了方便表示，人们将电场线规定为从正电荷指向负电荷的方向。

6. 理想导体内的电场：在理想导体内，电场为零。

理想导体内部任何点的电势均相等。

三、电场的应用1. 静电感应：电场的一个重要应用是静电感应。

当一个导体放置在某个电场中时，导体内部会感应出一个等势体，导致导体表面电荷分布。

2. 电场能量：电场具有能量，可将电势能转化为其他形式的能量。

例如，静电场能够将电荷进行积累，形成静电，这种储存的能量可以在放电时释放。

3. 电场加速器：电场加速器是一种利用电场力对带电粒子进行加速的装置。

在电场加速器中，电荷沿着特定轨道进行加速，用于研究基本粒子的性质。

4. 电场探测器：电场探测器用于检测电场的存在和强度。

常见的电场探测器包括电场计和放电管等。

5. 电场屏蔽：电场屏蔽是通过电场屏蔽材料将电场限制在特定区域内。

电场屏蔽可用于保护电子设备免受外界电场的干扰。

总结：电场具有叠加性、无源性、等势性、电场强度、电场线和理想导体内的电场等特点。

电场的应用范围广泛，包括静电感应、能量转化、电场加速器、电场探测器和电场屏蔽等领域。

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

电场的基本性质

电场的基本性质电场是电荷周围的一种物理场，它对电荷具有吸引或排斥的作用。

电场的基本性质包括电场力、电场强度和电势三个方面。

本文将依次介绍这些基本性质。

一、电场力电场力是电场作用在电荷上的力，它的大小与电荷量及其所处位置有关。

根据库仑定律，两个电荷之间的电场力与它们之间的距离成反比，与电荷量的乘积成正比。

具体而言，当两个电荷同性时，电场力为排斥力；当两个电荷异性时，电场力为吸引力。

电场力的方向始终指向电场中心，即指向电荷所在位置。

二、电场强度电场强度是描述电场的物理量，表示单位正电荷所受的电场力。

它的计算公式为电场强度等于电场力除以正电荷所带电量。

电场强度与电荷量成正比，与距离的平方成反比。

电场强度的方向与电场力的方向一致，即与电荷的性质有关。

在均匀电场中，电场强度大小始终保持不变。

三、电势电势是描述电场能量分布的物理量，表示单位正电荷在电场中的电势能。

它的计算公式为电势等于电场力所做的功除以正电荷所带电量。

电势与电荷量成正比，与距离成反比。

与电场强度不同的是，电势是标量，没有方向性。

在均匀电场中，电势强度在空间中是均匀分布的。

不同位置的电势可以通过电势差来衡量，电势差等于电势高减去电势低。

电势差大于零表示从电势低的位置移动到电势高的位置需要做功，反之则表示从电势高的位置移动到电势低的位置可以释放能量。

总结：电场的基本性质包括电场力、电场强度和电势。

电场力是电场作用在电荷上的力，它具有排斥或吸引的作用，且方向指向电荷所在位置。

电场强度是描述电场的物理量，表示单位正电荷所受的电场力，它与电荷量成正比，与距离的平方成反比。

电势是描述电场能量分布的物理量，它表示单位正电荷在电场中的电势能，与电荷量成正比，与距离成反比。

电势差表示不同位置的电势之差，其正负表示从一位置到另一位置所需的能量变化情况。

这些基本性质在电场研究和实际应用中起着重要的作用。

参考文献：1. Griffiths, D.J. (1989). Introduction to Electrodynamics (2nd ed.). Prentice Hall.2. Tipler, P.A., & Mosca, G. (2007). Physics for Scientists and Engineers (6th ed.). W.H. Freeman and Company.。

电场能性质的描述——电势能和电势

高中物理电场能性质的描述——电势能和电势编稿老师刘汝发一校杨雪二校黄楠审核王红仙知识点考纲要求题型说明电场能性质的描述——电势能和电势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；3. 掌握电势的概念并能判断场中不同位置电势的高低；4. 掌握等势面的特点。

选择题、计算题本知识点属于高频考点、难点，电势能和电势是电场能的性质的描述的重要物理量，考查方向以场的能量为依托对电势能、电势等概念进行考查。

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＝ApE－BpE。

（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＝qE 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。

2021《名师A计划》高考物理(全国通用)一轮总复习配套练习：第七章静电场第二讲 Word版含答案

第2讲电场能的性质一、选择题(每小题6分,共60分)1.如图所示,菱形ABCD的对角线相交于O点,两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点,且OM=ON,则(B )A.A、C两处电势、场强均相同B.B、D两处电势、场强均相同C.A、C两处电势、场强均不相同D.B、D两处电势、场强均不相同【解析】依据等量异种点电荷的电场的分布特点和叠加原理可知,A、C两点场强相同,取无穷远处电势为零,沿着电场线方向电势降低,则A点电势高于C点电势,故A、C项错误;由叠加原理可知,B、D两点场强相同,由于B、D两点处于等势面上,则B、D两点电势相同,故D项错误,B项正确。

2.(2021·陕西三模)如图所示,虚线为电场中的一簇等势面与纸面的交线,相邻两等势面电势差相等,已知A、B两等势面间的电势差为10 V,且A的电势高于B的电势。

一个电子仅在电场力作用下从M点向N点运动,电子经过M点时的动能为8 eV,则电子经过N点时的动能为(D)A.16 eVB.7.5 eVC.4.0 eVD.0.5 eV【解析】由题意知,A、B两等势面间的电势差为10 V,相邻两等势面电势差相等,则知M、N间的电势差U=7.5 V,由于A的电势高于B的电势,则知M的电势高于N的电势,电子从M点运动到N 点,电场力做负功W=-7.5 eV,依据动能定理得W=E kN-E kM,得E kN=W+E kM=-7.5 eV+8 eV=0.5 eV,D 项正确。

3.(2021·海南高考)(多选)如图所示,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方。

取无穷远处的电势为零。

下列说法正确的是(BC) A.b点电势为零,电场强度也为零B.正的摸索电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右C.将正的摸索电荷从O点移到a点,必需克服电场力做功D.将同一正的摸索电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大【解析】等量异种点电荷连线的中垂线是电势为零的等势面,该线上除无穷远外各点场强方向水平向右,O点电场强度最大,O点上下两侧电场强度渐渐减小,A项错误;等量异种点电荷连线上电势沿着电场线渐渐降低,则φa>φO=0,正的摸索电荷在a点电势能E pa=qφa,由于q>0,φa>0,所以E pa>0,a点电场强度方向向右,电荷带正电,所以电场力方向向右,B项正确;φO<φa,所以U Oa<0,W Oa=qU Oa<0,电场力做负功,所以移动正的摸索电荷必需克服电场力做功,C项正确;q>0,U Oa=U ba,W Oa=W ba,电场力做功相同,所以电势能变化相同,D项错误。

总结静电场的基本性质

总结静电场的基本性质静电场是电磁学中的一个重要概念，它是描述电荷与电荷之间的相互作用的数学工具。

静电场的基本性质包括电场的定义、性质和计算方法等方面。

本文将总结静电场的基本性质，并通过实例来说明其应用。

1. 电场的定义电场是描述电荷之间相互作用力的一种物理场概念。

当一个电荷准备在某一点产生一种力对另一个电荷时，我们可以认为在空间中存在着一个电场，这个电场对后者产生力。

电场可以用矢量来表示，其方向是一个正电荷所受力的方向。

电场强度是描述电场强弱的物理量。

2. 电场的性质电场具有一些重要的性质，包括：（1）电场是矢量场：电场既有大小，也有方向。

电场强度矢量在空间中的不同点有不同的数值和方向。

（2）电场的叠加原理：当空间中存在多个电荷时，各个电荷对一个电荷产生的电场可以分别计算，然后叠加求和。

这是因为电场是矢量量，满足矢量叠加原理。

（3）电场的无源性：静电场中不存在回路，即电场没有环路线积分，因此在一个静电场中所做的功等于零。

这与静电场是对静电荷分布产生的作用能进行耦合相一致。

（4）速度无关性：电荷速度对其感受到的电场没有影响，即电场与电荷的运动状态没有直接关系。

3. 电场的计算方法（1）电场的叠加原理：根据电场的叠加原理，可以通过多个点电荷的电场直接相加来计算电场。

对于连续分布的电荷，可以用积分来计算电场。

（2）库仑定律：根据库仑定律，两个点电荷之间的电场强度与它们之间的距离和电荷量的乘积成正比，与真空介电常数成反比。

（3）高斯定理：高斯定理是计算电场的重要工具，它将电场计算问题转化为对电荷的积分。

高斯定理利用了电场的无源性，将对无源环路的线积分转化为对有源曲面的面积积分。

4. 静电场的应用静电场有广泛的应用领域，以下是一些例子：（1）静电除尘：利用静电吸附的原理，可以将空气中的颗粒物、烟尘等通过带电板、电场吸附除尘装置等进行去除。

（2）静电喷涂：通过静电作用使喷涂材料带上静电，将涂料均匀地吸附在被涂物上，提高喷涂效果和涂料利用率。

第二课时电场能的性质的描述

【例3】图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a､ b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用, 根据此图可作出正确判断的是( )
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A.带电粒子所带电荷的符号 B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
能位置时所做的功. 说明: ①上述关系既适应于匀强电场,也适应于非匀强电场;既适应于正电荷,也适应于负电荷.
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②电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关,但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能的选取无关. ③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.
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
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[解析] 尽管本题不涉及计算,但对同学们的分析能力要求很高.由于本题中的带电粒子没有告诉你是正还是负,似乎给分析带来一定的难度,但从电场线分布看,场源电荷在左侧, 从轨迹看受力指向左侧,即带电粒子与点电荷电性相反,但不能具体判断出带电粒子的电性,A错.粒子受力指向左侧,且此力为电场力与电场线共线,可判出粒子在a､ b两点的受力方向沿电场线向左方,B正确.若粒子从a点运动到b点,则电场力与运动方向间夹角大于90°,电场力做负功,电势能升高εb>εa,动能减少va>vb,所以C､D都正确. [答案] CD
二､
电势
知识讲解 (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,
叫做这一点的电势,用φ表示.
(2)定义式:φ
Ep q
.
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第2讲电场的能的性质

第2讲电场的能的性质知识排查电势能、电势1.电势能(1)电场力做功的特点电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。

(2)电势能①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。

②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即W AB ＝E p A－E p B＝－ΔE p。

2.电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能E p与它的电荷量q的比值。

(2)定义式：φ＝E p q。

(3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。

(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。

3.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。

电势差1.定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。

2.定义式：U AB＝W AB q。

3.电势差与电势的关系：U AB＝φA－φB，U AB＝－U BA。

匀强电场中电势差与电场强度的关系1.电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积。

即U＝Ed，也可以写作E＝U d。

2.公式U＝Ed的适用范围：匀强电场。

小题速练1.思考判断(1)电势为零的物体一定不带电()(2)电场强度为零的点，电势一定为零()(3)A、B两点的电势差是恒定的，所以U AB＝U BA()(4)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低()(5)电势是矢量，既有大小也有方向()(6)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向()(7)电场力做功与路径无关()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√2.[人教版选修3－1·P22·T3改编]如图1所示，下列说法正确的是()图1A.φA>φBB.负电荷在A点时的电势能大于在B点时的电势能C.负电荷由B移动到A时静电力做正功D.U AB>0答案 B3.某电场的电场线分布如图2所示，以下说法正确的是()图2A.a点电势低于b点电势B.c点场强大于b点场强C.若将一检验电荷＋q由a点移至b点，它的电势能增大D.若在d点再固定一点电荷－Q，将一检验电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小解析沿着电场线的方向电势逐渐降低，由题图可知由a到b电势降低，故选项A错误；电场线密集的地方电场强度大，故选项B错误；电荷＋q由a点移至b 点，则电场力做正功，其电势能将减小，故选项C错误；若在d点再固定一点电荷－Q，则由合场强的方向可知电荷＋q由a移至b的过程中，电场力将做正功，其电势能将减小，故选项D正确。