静电场的三个特性和两个形象化描述手段
高中物理:静电场知识点归纳
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高中物理:静电场知识点归纳一、电荷及电荷守恒定律1. 元电荷、点电荷(1) 元电荷:e=1.6×10-19C,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。
(2) 点电荷:当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。
2. 静电场(1) 定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2) 基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
3. 电荷守恒定律(1) 内容:电荷既不会创生,也不会消灭,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;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
(2) 起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3) 带电实质:物体带电的实质是得失电子。
二、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:,式中k=9.0×109N·m2/C2,叫静电力常量。
3. 适用条件:真空中的点电荷。
三、电场强度、点电荷的场强1. 定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。
2. 定义式:3. 点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度:4. 方向:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
5. 电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,遵从平行四边形定则。
四、电场线1. 定义:为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,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电场强度方向一致,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出发,终止于无限远或负电荷.②电场线不相交,也不相切,更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹.③同一幅图中,场强大的地方电场线较密,场强小的地方电场线较疏.五、匀强电场电场中各点场强大小处处相等,方向相同,匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线.六、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。
大学物理静电场知识点全面概括
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大学物理静电场知识点全面概括
导体在静电场中会产生静电 感应现象,导致导体表面的 电荷重新分布
导体内部的电场分布满足拉 普拉斯方程,可以通过解拉 普拉斯方程得到导体内部的 电场分布情况
电解质在静电场中的行为
这一现象可以用高斯定理和 电场强度的环路定理进行解 释
导体表面的电荷分布
极化现象
导体内部的电场分布
大学物理静电场知识点全面概括
电场强度的大小和方 向可以表示电场的强 弱和方向
电势的大小和方向可 以表示电场的高低和 方向
电场线密度越大的地 方,电场强度越大
电势 电场线 电场力的计算
电势是指单位电荷在 电场中具有的能量, 用V表示
电场线是一种形象化 的描述电场的方法, 可以用于表示电场的 强弱和方向
大学物理静电场知识点全面概括
本文对静电场的知识点进行了全面概括,旨在帮助学生更好地理解和掌握这一知识点 在未来的学习中,我们可以进一步探讨静电场在不同领域的应用,为实际问题的解决提供有力的理论支 持 ② 静电场中的导体与电解质知识点全面概括 摘要 静电场中的导体与电解质是大学物理中的重要知识点,涵盖了导体和电解质在静电场中的行为、极化现 象、静电感应现象等 本文将对这些知识点进行全面概括,以帮助学生更好地理解和掌握这一知识点 绪论 研究背景
电场力的计算可以利 用库仑定律进行,即 F=qE
大学物理静电场知识点全面概括
其中,F为电场力,q为 电荷量,E为电场强度
电场强度和电势都是标 量场,可以利用梯度、 旋度等操作符对其进行 描述
电场线的密度和方向可 以表示电场的分布情况
静电场的描述方法 矢量场描述 静电场的性质
标量场描述
电场线是一种矢量场描 述方法,可以用于表示 电场的强弱和方向
静电场的基本特性
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静电场的基本特性一、静电场的定义与基本概念1.静电场:由静止电荷产生的电场,称为静电场。
2.电场:电场是一种特殊形态的物质,存在于电荷周围。
3.电场强度:描述电场强度的物理量,单位为牛顿/库仑(N/C)。
4.电势:描述电场势能状态的物理量,单位为伏特(V)。
5.电势差:两点间电势的差值,单位为伏特(V)。
二、静电场的基本性质1.库仑定律:静电场中,两个静止点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
2.电场线的特点:电场线从正电荷出发,终止于负电荷;电场线不相交;电场线的疏密表示电场强度的大小。
3.电势的分布:电势在空间中的分布反映了电场势能的状态;电势随着距离的增加而减小。
4.电场强度与电势的关系:电场强度的方向是电势降低最快的方向。
三、静电场的基本方程1.高斯定律:描述静电场中电荷与电场之间的关系,指出通过任何闭合曲面的电通量与该闭合曲面所包围的净电荷量成正比。
2.电场强度与电势的关系:E = -dV/dr,其中E为电场强度,V为电势,dr为距离变化量。
四、静电场中的常见问题1.静电力的计算:利用库仑定律计算两个点电荷之间的作用力。
2.电场强度的计算:利用高斯定律计算闭合曲面内的电场强度。
3.电势的计算:利用电场强度与电势的关系计算电势。
4.电势差与电场强度的关系:ΔV = E·Δl,其中ΔV为电势差,E为电场强度,Δl为路径长度。
五、静电场的实际应用1.静电除尘:利用静电场将带电粒子吸附在带电板上,实现除尘。
2.静电喷涂:利用静电场将涂料粒子带电,使其在喷涂过程中均匀分布,提高喷涂效果。
3.静电复印:利用静电场将墨粉吸附在鼓上,实现复印。
六、注意事项1.静电场是一种客观存在的物质,存在于电荷周围。
2.掌握静电场的基本概念、性质和方程,能够解决实际问题。
3.注意静电场与电流场的区别,理解它们在现实生活中的应用。
习题及方法:1.习题:两个点电荷分别为+5μC和-3μC,它们之间的距离为10cm,求它们之间的库仑力。
静电场的描绘
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1实验六 静电场的描绘[目的]1. 学习用模拟法研究静电场;2. 描绘圆柱形电容器中的等势线。
[仪器和用具]1. 静电场描绘仪(DZ-2型);2. 静电场描绘仪电源(AC-12型,0-12V 、1KHZ );3. 游标尺(0-150mm 、精度:0.02mm );4. 导线4条;5. 毫米尺(0-200mm ),圆规,计算器;6. 坐标纸二张【140×140 (mm)2】,复写纸【140×140(mm)2】 注:5和6由学员自带。
[原理]一、静电场与稳恒电流场静电场是静止电荷周围存在的一种特殊物质。
各种电子器件的研制以及化学电镀、静电喷漆等工艺,均需了解带电体或电极间的静电场分布。
但是,除极简单的情况外,大部分情况下不能得到静电场的解析表达式。
为了解决实际问题,一般借助实验的方法来描述电场强度或其电势的空间分布。
但是由于静电场中不存在电流,无法用直流电表直接测量,而用静电式仪表测量,必须用金属探头,然而金属探头伸入静电场中将发生静电感应现象,产生感应电荷,感应电荷的电场叠加于被测的静电场中,改变了静电场原来的分布,使之发生显著的变化,导致测量误差极大。
因此,一般采用间接测量的方法来描述静电场,利用稳恒电流场来模拟测绘静电场的分布,就是一种常用的测量方法。
静电场和稳恒电流场本是不同的场,但是它们都遵守高斯定理,对静电场有()内无电荷)闭合曲面S (0=⋅⎰⎰Sd S E 对稳恒电流场,则有()内无电荷源)闭合曲面S (0=⋅⎰⎰Sd S j 另外,它们也都引入了电势U 的概念且电场强度与电势又存在U ∇=-E的关系,因此描绘出U 的分布即可利用此关系描绘出E的分布。
根据两种场的这种相似性,我们可将不良导体作为电介质,并使其与作为电极的良导体以及输出电压稳定的电源构成闭合电路,从而在不良导体中建立一个稳恒电流场,改变电极和介质的形状,使介质中电流场的电位分布与欲测量的静电场的电位分布完全相似,测出稳恒电流场的电势分布,即可得到相应的静电场的电势分布,根据该电势分布图,描绘出等位线(或等位面)图,再根据电力线与等位线正交的性质,作出电力线图,即可得到静电场的分布图。
总结静电场的特性与应用
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总结静电场的特性与应用静电场是一种在物体表面或空间中存在的电场。
它是由电荷的正负相互作用引起的,具有独特的特性和广泛的应用领域。
本文将总结静电场的特性和应用,并探讨其在科学、工程和日常生活中的重要性。
一、静电场的特性静电场的特性可以总结为以下几点:1. 非接触性:静电场是一种非接触性的力场,它能够通过电荷的相互作用在物体之间传递力,而无需物体之间直接接触。
2. 距离效应:静电场的力大小与距离的平方成反比,即力随距离呈指数级下降。
这意味着在较短的距离内,静电力可以非常强大。
3. 无方向性:静电场的力线是正负电荷之间的虚拟曲线,没有具体的方向。
这是与磁场的一个重要区别。
4. 叠加原理:静电场的叠加原理指出,当存在多个电荷时,它们各自产生的电场独立存在且可以叠加。
5. 趋肤效应:静电场对导体的作用主要出现在表面附近,这种现象称为趋肤效应。
导体内部几乎没有静电场的存在。
二、静电场的应用静电场的特性使其在多个领域得到广泛应用,以下是一些主要的应用领域:1. 静电喷涂:通过静电场的作用,可以使涂料颗粒获得相同的电荷,并通过引力吸附在被涂物体表面。
这种技术广泛应用于汽车、家具等行业中的涂装工艺,提高了涂层的均匀性和附着力。
2. 静电除尘:利用静电场的力将空气中的微小颗粒带电并吸附到带有电荷的收集器上,从而去除空气中的尘埃、烟雾等有害物质。
这种技术被广泛应用于工业生产、空气净化等领域。
3. 静电复印:静电复印机利用静电的感应和复制作用,将图像信息通过静电粉末吸附和传输,从而实现图像的复印和打印。
这种技术在办公、教育等领域得到广泛应用。
4. 静电除湿:通过在湿度较高的环境中产生静电场,将空气中的水分子带电并吸附到带有相反电荷的材料上,从而实现除湿的效果。
这种技术在家庭、仓储等场所中被广泛应用。
5. 静电净化:利用静电场的特性,可以去除空气中的静电荷和有害物质,从而提高环境质量。
这种技术在医疗、实验室等场所的净化中得到应用。
静电场
![静电场](https://img.taocdn.com/s3/m/5e796bc62cc58bd63186bd11.png)
§3
一 、静电场的环路定理 静电场的环路定理 1. 点电荷电场所作的功 试验电荷q0从点 电荷q的电场中a 电荷q的电场中a点 经任意路径到达b 点,求此过程中电 场力作的功。 场力作的功。
电 势
b
q
a
b
r r v v dA= F ⋅ dl = q0E⋅ dl
r b
= q0 Edlcosθ
r +dr
电荷守恒定律:在一个系统中, 电荷守恒定律:在一个系统中,电荷的代数和保持不 变。 1)自然界的基本守恒定律之一 )
∑Q
i
=c
γ γ -e +e ⊕
-e +e ⊕ γ γ
2)电荷可以成对产生或 ) 湮灭, 湮灭,但代数和不变
2.库仑定律 2.库仑定律 (1) 点电荷模型 d < r ) ( < 12 概念:当带电体的大小和形状可以忽略时 可把电荷 概念:当带电体的大小和形状可以忽略时,可把电荷 看成是一个带电的点,称为点电荷。 看成是一个带电的点,称为点电荷。
r q q2 r 1 q q2 r 1 1 F =k 2 r = r 0 0 2 4 0 r πε r
k =8.9880×10 N⋅ m ⋅C
9 2
−12 2 −1
−2
−2
ε0 =8.85×10 C ⋅ N ⋅ m
二、电场与电场强度 实验证实了两静止电荷间存在相互作用的静电 力,但其相互作用是怎样实现的? 但其相互作用是怎样实现的? 电 场 电荷 电荷
静电场作功与路径无关。 静电场作功与路径无关。
b
2.任意带电体系的电场所作的功 2.任意带电体系的电场所作的功 将带电体系分割为许 多电荷元, 多电荷元,根据电场 q v v v v 的叠加性 E =E +E +L E + n 1 2 静电场作功与路径无关。 静电场作功与路径无关。
高中物理复习提升-第一章静电场知识点总结
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第一章 静电场知识点总结 第一讲 电场力的性质一、 电荷及电荷守恒定律1、自然界中只存在两种电荷,一种是正电,即用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;另一种带负电,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电,毛皮带正电。
电荷间存在着相互作用的引力或斥力。
电荷在它的周围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电荷量,简称电量。
元电荷e=1.6×10-19C ,所有带电体的电荷量都等于e的整数倍。
2、使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种:(1)摩擦起电;(2)接触带电;(3)感应起电。
3、电荷既不能创造,也不能消灭,它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。
这叫做电荷守恒定律。
二、点电荷如果带电体间的距离比它们的大小大得多,带电体便可看作点电荷。
三、库仑定律1、内容:在真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、公式:221r Q Q kF =,F叫库仑力或静电力,也叫电场力,F可以是引力,也可以是斥力,K叫静电力常量,公式中各量均取国际单位制单位时,K=9.0×109N ·m 2/C 23、适用条件:(1)真空中;(2)点电荷。
四、电场强度1、电场:带电体周围存在的一种物质,由电荷激发产生,是电荷间相互作用的介质。
只要电荷存在,在其周围空间就存在电场。
电场具有力的性质和能的性质。
2、电场强度:(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。
它描述电场的力的性质。
(2)q F E =,取决于电场本身,与q、F无关,适用于一切电场;2rQK E =,仅适用于点电荷在真空中形成的电场。
(3)方向:规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的受力方向相同。
(4)多个点电荷形成的电场的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。
高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)
![高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)](https://img.taocdn.com/s3/m/d850fbb6b9f67c1cfad6195f312b3169a551ea4b.png)
一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场,它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。
2. 静电场的性质:静电场是保守场,即电荷在静电场中移动时,其电势能的变化量与路径无关,只与初末位置有关。
3. 静电场的强度:静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度,用符号E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量,它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。
2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量,它的单位是伏特(V)。
3. 电场强度与电势的关系:电场强度E等于电势V在空间中的梯度,即E=dV/dr。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律,它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。
2. 高斯定律的数学表达式:∮E·dA=Q/ε0,其中∮表示对闭合曲面进行积分,E是电场强度,dA是闭合曲面上的微小面积元,Q是闭合曲面内部的总电荷量,ε0是真空中的电常数。
四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量,它的单位是法拉(F)。
2. 电容器的储能公式:W=1/2CV^2,其中W是电容器储存的能量,C是电容,V是电容器两端的电压。
3. 电容器的串联和并联:电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容,串联时总电容减小,并联时总电容增大。
五、电场线与电势线1. 电场线:电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线,它的切线方向即为电场强度的方向。
2. 电势线:电势线是用来形象地表示电势分布的曲线,它的切线方向即为电势梯度的方向。
3. 电场线与电势线的关系:电场线总是从正电荷出发,指向负电荷,而电势线则从高电势区域指向低电势区域。
六、导体与绝缘体1. 导体:导体是电荷容易通过的物质,如金属、石墨等。
2. 绝缘体:绝缘体是电荷不容易通过的物质,如橡胶、玻璃等。
3. 静电平衡:当导体处于静电平衡状态时,导体内部的电场强度为零,导体表面上的电荷分布均匀。
高中物理一轮复习知识点汇总:第八章静电场
![高中物理一轮复习知识点汇总:第八章静电场](https://img.taocdn.com/s3/m/f816ea530b4e767f5acfcea4.png)
第八章 静电场 知能图谱()((()(2122 F E q Q E k r U E d F Eq q q F k r ⎧⎪⎧⎧⎧=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪=⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪=⎪⎪⎪⎩⎪⎨⎪⎪⎧=⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎨=⎪⎪⎪⎩⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩⎧⎨⎩任何电场电场强度匀强电场电场的力的性质任何电场静电力电场静电场电场线电势,等势面电势差电场的能的性质电势能静电力做功静电的应用和防止加速带电粒子在电场中的运电荷电动偏转荷守恒定律⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩一、电荷守恒定律与库仑定律 知识能力解读智能解读:(一)电荷1.两种电荷:正电荷和负电荷用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的破橡胶棒带负电荷。
基本特点:①同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;②任何带电体都可以吸引轻小物体。
2.元电荷(1)元电荷(e ):迄今为止,科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。
人们把这个最小的电荷量叫做元电荷,用e 表示。
计算中,可取元电荷的值为191.6010C e -=⨯。
所有带电体的电荷量或者等于e ,或者是e 的整数倍。
(2)电荷量:电荷的多少叫做电荷量,用Q (或q )表示。
在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,简称库,用符号C 表示。
通常,正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值。
(3)比荷:带电体的电荷量q 与其质量m 之比叫比荷。
例如:电子的比荷为191130e 1.6010C 1.7610C kg 0.9110kge m --⨯=≈⨯⨯。
说明:(1)元电荷只是一个电荷量,没有正负,不是物质。
电子、质子是实实在在的粒子,不是元电荷,其带电荷量为一个元电荷。
(2)元电荷是自然界中最小的电荷量,电荷量是不能连续变化的物理量,所有带电体的电荷量或者等于e ,或者是e 的整数倍。
3.点电荷:若带电体大小与它们之间的距离相比可以忽略时,这样的带电体可以看成点电荷,点电荷是一种理想化模型。
专题07 静电场模型-高考物理模型系列之对象模型
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模型界定本模型主要归纳电场的产生、描述以及一种特殊电场__匀强电场的性质,不涉及点电荷的电场.模型破解1.静电场的产生静电场产生于带电体的周围.2.静电场的基本性质对放入其中的电荷产生力的作用3.静电场的描述(i)电场的力的性质(I)电场强度放入电场中某点的电荷所受的电场力与所带电荷量的比值,E=F/q.电场强度是矢量,方向与放在该处的正电荷受力方向相同.当空间几个带电体同时存在时,他们的电场互相叠加形成合电场.合电场的电场强度等于各个带电体单独存在时所产生的电场强度的适量和.电场强度是绝对的,在场源电荷确定的情况下,空间每点场强的大小与方向都是唯一确定的.④与电场力的关系:F=qE(II)电场线为了形象地描述电场,人为地在电场中画出一系列从正电荷(无限远)出发到无限远(负电荷)终止的曲线(或直线),使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致.①电场线是起始于正电荷,终止于负电荷(或终止于无穷远处),或者电场线是起始于无穷远处,终止于负电荷.电场线不闭合.②电场线上任一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致.③电场线分布的疏密反映了电场的强弱,电场线分布密的地方电场强,电场线分布疏的地方电场弱.④电场线永远不相交,因为电场中某一点的电场强度只有惟一确定的方向,只能有一条电场线通过该点.⑤电场线不是客观存在的,它是为了形象地描述电场而假想的.6电场线不是带电粒子的运动轨迹.一般情况下,带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只○受电场力的带电粒子,只有同时满足以下两个条件时,两者才会重合:一是电场线为直线;二是电荷初速度为零,或速度方向与电场线平行.(III)计算电场强度的四种方法(a)计算电场强度的常用方法——公式法E=F/q是电场强度的定义式:适用于任何电场,电场中某点的场强是确定值,其大小和方向与试探电荷无关,试探电荷q充当“测量工具”的作用.E=kQ/r2是真空中点电荷电场场强的计算式,E由场源电荷Q和某点到场源电荷的距离r决定.E=U/d是场强与电势差的关系式,只适用于匀强电场,注意式中的d为两点间的距离在场强方向的投影.(b)计算多个电荷形成的电场场强的方法——叠加法当空间的电场由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和,其合成遵守矢量合成的平行四边形定则.(c)计算特殊带电体产生场强的方法补偿法对于某些物理问题,当待求的A直接去解很困难或没有条件求解时,可设法补上一个B,补偿的原则是使A+B成为一个完整的模型,从而使A+B变得易于求解,而且,补上去的B也必须容易求解.那样,待求的A 便可从两者的差值中获得,问题就迎刃而解了,这就是解物理题时常用的补偿法.用这个方法可算出一些特殊的带电体所产生的电场强度.微元法在某些问题中,场源带电体的形状特殊,不能直接求解场源在空间某点所产生的总电场.可将场源带电体分割,在高中阶段,这类问题中分割后的微元常有部分微元关于待求点对称,就可以利用场的叠加及对称性来解题.(d)计算感应电荷产生场强的有效方法——静电平衡法根据静电平衡时导体内部场强处处为零的特点,外部场强与感应电荷产生的场强(附加电场)的合场强为零,可知E感=-E外,这样就可以把复杂问题变简单了.(IV)E-x图象在给定了电场的E-x图象后,可以由图线确定场强的变化情况,电势的变化情况,图中E-x图线与x轴所围图形面积表示电势差.在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况.在这类题目中,还可以由E-x 图象假设某一种符合E-x 图线的电场,利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题.(ii)电场的能的性质 (I)电势电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,q /εϕ=.电势是标量,无方向,但有正负.当空间存在多个场源或存在多种电场时,空间某一点的电势等于各场单独存在时在该点产生的电势的代数和.电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压.B A ABU ϕϕ-=,A B BA U ϕϕ-=,AB BA U U -=.④电势是相对的,与零电势点位置的选取有关.电势差是绝对的,只取决于电场本身与两点在电场中的位置. ⑤电势能与电势的关系:ϕεq =电场力做功与电势差的关系:AB AB qU W =(II)等势面电场中电势相等的点组成的面等势面一定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直. 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功. 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等差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. (III)比较电势高低的几种方法 利用电场线沿电场线方向,电势越来越低. 利用电势差判断出U AB 的正负,再由B A ABU ϕϕ-=比较A ϕ、B ϕ的大小.利用点电荷电场中电势分布取无穷远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低. ④利用电势叠加若有多个场源时,每个场源产生的电场中的电势已知或易于判定,可先将每个电场的电势先判定后叠加从而得到总电势. ⑤利用电场力做功情况正电荷在电场力作用下移动时,电场力做正功,电荷由高电势处移向低电势处;正电荷克服电场力做功,电荷由低电势处移向高电势处.对于负电荷,情况正好相反. ⑥利用电势能正电荷在电势高处电势能较大;负电荷在电势低处电势能较大. (IV)x -ϕ图象在电场的x -ϕ图象中,除了可以直接从图中了解各点电势大小及变化情况,还可以从图线的斜率上了解各点场强的大小及方向. 当x -ϕ图象与粒子运动相结合时,可以涉及到的方面有粒子电性、电势能、电场力做功、动能、速度、加速度等.与E-x 图象类似,也可以由φ-x 图线的特征先假设是某一具有相同x -ϕ变化规律的电场,进而解决问题.(iii)场强与电势的关系场强是描述电场的力的性质的物理量,数值上等于单位正电荷在该处受到的电场力.它是一个矢量.电势是描述电场的能的性质的物理量,数值上等于单位正电荷在该点所具有的电势能,它是一个标量.二者的大小之间无直接的联系,在一个确定的电场中,某一点的场强是确定的,但该点的电势却与零势面的选取有关系:在场强为零的位置电势可以不为零,如两等量同性点电荷连线的中点处,静电平衡状态下的导体内部等;在电势为零的位置场强也可以不为零.如等量异种点电荷连线的中垂面上各点.严格说来,由xd d U E ∆∆=-==ϕϕϕ12知场强是电势随空间的最大变化率,类似于加速度与速度的关系.当场强为零时,该点电势的变化率为零,若在某一区域内场强处处为零,则该区域内电势的变化率处处为零,即各点电势都相等;若空间某区域场强处处相同,则该区域内各点电势变化率相同,即沿任一方向上电势随距离都是均匀变化的,即同一方向上相同距离的点间电势差相同,只是在不同方向上电势变化率不同,沿场强所在方向上电势变化率最大.电势变化最快.例1.关于静电场,下列结论普遍成立的是()A电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低B电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向D将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零【★答案★】C例2.图为静电除尘器除尘机理的示意图。
静电场—搜狗百科
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静电场—搜狗百科定义高中静电场知识概括由静止电荷(相对于观察者静止的电荷)激发的电场。
性质根据静电场的高斯定理:静电场的电场线起于正电荷或无穷远,终止于负电荷或无穷远,故静电场是有源场.从安培环路定理来说它是一个无旋场.根据环量定理,静电场中环量恒等于零,表明静电场中沿任意闭合路径移动电荷,电场力所做的功都为零,因此静电场是保守场.根据库仑定律,两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,即=(/,其中、为两电荷的电荷量(不计正负性)、为静电力常量,约为9.0e+09(牛顿·米2)/(库伦2;),r为两电荷中心点连线的距离。
注意,点电荷是不考虑其尺寸、形状和电荷分布情况的带电体。
是实际带电体的理想化模型。
当带电体的距离比它们的大小大得多时,带电体的形状和大小可以忽略不计的点电荷。
场中介质电场中的绝缘介质又称为电介质。
[1]由于电场力的作用在原子尺度上出现了等效的束缚电荷。
这种现象称为电介质的极化。
对一种绝缘材料,当电场强度超过某一数值时,束缚电荷被迫流动造成介质击穿而失去其绝缘性能。
因此静电场的大小对电工器件的设计及材料选择十分重要。
有介质时的静电场是由束缚电荷及自由电荷共同产生的,为了表示这二者共同作用下的电场,可以引入另一个场矢量电通量密度D(又称电位移)。
它定义为式中P为电介质的极化强度,则可得高斯通量定理式中仅为面内所有自由电荷,而不包括电介质的束缚电荷。
高斯通量定理的微分形式为电位移的散度等于该点自由电荷(体)密度,电介质的极化强度P与电场强度E有关,而电通量密度又与和有关,故可得表示电介质的本构方程D=εE静电感应一个带电的物体靠近另一个导体时,导体的电荷分别发生明显的变化,物理学中把这种现象叫做静电感应。
如果电场中存在导体,在电场力的作用下出现静电感应现象,使原来中和的正、负电荷分离,出现在导体表面上。
这些电荷称为感应电荷。
静电场及其性质
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电场对电介质的作用
总结词
电场对电介质的作用主要体现在电极化现象、电致伸缩和介电常数变化等方面。
详细描述
在静电场的作用下,电介质会发生电极化现象,使得电介质表面出现极化电荷。此外,电场还会引起电介质发生 电致伸缩和介电常数变化等现象。这些现象都与静电场的特性密切相关,是研究静电场性质的重要物理效应。
静电场及其性质
目录
• 静电场的定义与特性 • 静电场的性质 • 静电场的物理效应 • 静电场的实际应用 • 静电场的数学描述
01
静电场的定义与特性
静电场的定义
01
静电场是由静止电荷产生的电场 ,其电场线不闭合也不相交。
02
静电场中的电荷受到静电力作用 ,该力与电荷的运动状态无关, 只与电荷在电场中的位置有关。
电场线的疏密程度可以表示电场强度的大小,电场线越密集,
电场强度越大。
无电荷处不闭合
03
电场线不会在无电荷处闭合,也不会相交。
电场强度
描述电场力
电场强度是描述电场对电荷作用力的物理量,单位是牛/库伦 (N/C)。
与电场力成正比
在电场中某一点,电荷所受的电场力与该电荷的电量成正比,与该 点到场源电荷的距离的平方成反比。
在静电喷涂过程中,涂料粒子在电场 力的作用下被吸引到工件表面,形成 均匀的涂层。
05
静电场的数学描述
高斯定理
总结词
高斯定理描述了静电场中电荷分布与电场强度之间的关系, 是静电场的基本定理之一。
详细描述
高斯定理指出,在任意闭合曲面内的电荷量等于该闭合曲面 所包围的体积内电场强度的通量。这个定理表明,电场线总 是从正电荷出发,终止于负电荷,或者穿过不带电的区域。
04
静电场的描绘实验报告
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竭诚为您提供优质文档/双击可除静电场的描绘实验报告篇一:静电场的模拟与描绘实验报告用模拟法测绘静电场实验报告【实验目的】1.懂得模拟实验法的适用条件。
2.对于给定的电极,能用模拟法求出其电场分布。
3.加深对电场强度和电势概念的理解【实验仪器】双层静电场测试仪、模拟装置(同轴电缆和电子枪聚焦电极)、JDY型静电场描绘电源。
[实验原理]【实验原理】1、静电场的描述电场强度e是一个矢量。
因此,在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况,因为电位是标量。
我们可以先测得等位面,再根据电力线与等位面处处正交的特点,作出电力线,整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来了。
有了电位u值的分布,由eu便可求出e的大小和方向,整个电场就算确定了。
2、实验中的困难实验上想利用磁电式电压表直接测定静电场的电位,是不可能的,因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转,而静电场是无电流的。
再则任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻,若在静电场中引入电表,势必使电场发生严重畸变;同时,电表或其它探测器置于电场中,要引起静电感应,使原场源电荷的分布发生变化。
人们在实践中发现,有些测量在实际情况下难于进行时,可以通过一定的方法,模拟实际情况而进行测量,这种方法称为“模拟法”。
3、模拟法理由两场服从的规律的数学形式相同,如又满足相同的边界条件,则电场、电位分布完全相类似,所以可用电流场模拟静电场。
这种模拟属于数学模拟。
静电场(无电荷区)稳恒电流场(无电流区)D??eD?ds?0e?dl?0?buab??e?dl??aj??e?j?dse?dl?b?uaba?0?0??e?dl4、讨论同轴圆柱面的电场、电势分布(1)静电场根据理论计算,A、b两电极间半径为r处的电场强度大小为e??2??0rA、b两电极间任一半径为r的柱面的电势为lnV?VAlnbba(2)稳恒电流场在电极A、b间用均匀的不良导体(如导电纸、稀硫酸铜溶液或自来水等)连接或填充时,接上电源(设输出电压为VA)后,不良导体中就产生了从电极A均匀辐射状地流向电极b的电流。
什么是静电场静电场的特性有哪些
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什么是静电场静电场的特性有哪些静电场是指在空间中存在电荷分布时所形成的一种电场。
当物体表面存在电荷分布时,周围的空间就会出现静电场,它具有以下几个特性。
特性一:无源性静电场是一种无源场,即没有电荷的产生和消失,只有电荷的重新分布。
在静电场中,电荷分布的改变会导致电场的变化,但电场的总能量保持不变。
这是因为电场的能量来源于电荷本身,而电荷是守恒的。
特性二:无旋性静电场是一种无旋场,即沿着任意闭合路径的线积分为零。
这意味着电场在任意闭合回路上的总功为零,不会产生环路效应。
这种特性使得静电场的能量转换更加简单。
特性三:赝标势性在静电场中,存在一个概念上的标势,称为电势。
电势是单位正电荷在电场中所具有的势能。
具有电场的物体在电势不同的地方会受到不同的力作用,从高电势区域到低电势区域会产生电场力。
电势与电场之间存在一种数学上的关系,称为赝标势的概念。
特性四:超距作用静电场具有超距作用,即电荷之间的作用力不受距离的限制。
两个电荷之间的作用力与它们之间的距离成反比,而且作用力的大小与它们的电荷量的乘积成正比。
这种超距作用使得静电场能够在空间中传递电荷的信息。
特性五:电场线分布静电场中可以通过画电场线来描述电场的分布情况。
电场线是一种表示电场强度方向的图示方法,在静电场中与电场的强弱成正比。
电场线从正电荷出发,指向负电荷,且不会相交。
电场线的密集程度表示了电场的强度大小。
综上所述,静电场是指存在电荷分布时所形成的电场,它具有无源性、无旋性、赝标势性、超距作用和电场线分布等特点。
了解静电场的特性,对于理解电磁现象和应用静电场具有重要意义。
静电场与电场线
![静电场与电场线](https://img.taocdn.com/s3/m/3091e4b9aff8941ea76e58fafab069dc50224786.png)
静电场与电场线静电场与电场线是物理学中重要的概念,用来描述电荷之间相互作用的现象。
静电场是指电荷周围存在的电场,而电场线则是用来表示电场分布的工具。
本文将详细讨论静电场与电场线的概念、性质以及其在物理学中的重要应用。
一、静电场的概念及性质静电场是指在电荷静止或准静止时所形成的电场。
当一个电荷存在时,它会在周围形成一个电场,而其他电荷则会受到这个电场的作用力。
静电场具有以下性质:1. 叠加性:静电场满足叠加原理,即多个电荷所形成的电场可按照矢量相加的规则求和。
2. 趋肤效应:静电场主要分布在导体表面附近,且电场强度在导体内部几乎为零,这种现象称为趋肤效应。
3. 理想导体内的静电平衡:在理想导体内部,静电场内的电荷分布趋于静电平衡,即电荷只存在于导体表面。
二、电场线的概念及性质电场线是用来表示电场分布的工具,其本质是一组连接电场各点的曲线。
电场线具有以下性质:1. 线密度:电场线的密度表示了电场强度的大小,密集的电场线意味着电场强度大,稀疏的电场线则表示电场强度相对较小。
2. 方向:电场线的方向表示了电场中正电荷的受力方向,即从正电荷向负电荷方向。
3. 不能交叉:电场线不会相交,因为在某一点上只能有一个电场强度的大小和方向。
三、静电场与电场线的应用静电场与电场线的概念在物理学中有着广泛的应用。
以下是其中的几个重要应用领域:1. 静电场的应用:- 静电喷涂技术:利用静电场使涂料颗粒带上静电荷,实现对工件的精细喷涂。
- 静电纺丝技术:通过静电场将高分子溶液喷出形成纤维,制备纺丝产品。
2. 电场线的应用:- 电场示意图:通过电场线的绘制,可以直观地展示电场的分布情况,有助于理解和学习电场的性质。
- 电荷对称性分析:通过分析电场线的对称性,可以推断出电荷分布的对称性,进而简化问题的解答。
四、结语静电场与电场线是描述电荷相互作用的重要概念。
静电场的叠加性、趋肤效应和理想导体内的静电平衡是其重要性质。
电场线则是表示电场分布的工具,具有线密度、方向和不能交叉等性质。
静电场特点
![静电场特点](https://img.taocdn.com/s3/m/c273911386c24028915f804d2b160b4e777f8171.png)
静电场特点
静电场是一种强大而复杂的作用力,它以自身特殊的方式影响着空间中的物体。
它广泛存在于我们的日常生活中,它是由电荷分布以及电荷构成的电场。
物体以其特殊方式相互作用,形成一个能产生物理影响的静电场。
静电场的特点有:
首先,静电场是一种强大的作用力,它能够影响空间中任何物体,不管它的大小或性质。
它的作用保持着持续的性质,它的影响是比较强大的,可以超过外界的影响。
此外,静电场的影响也是非常持久的,即使是最小的变动也可能会产生较大的作用。
其次,静电场有一定的方向性,即由电荷分布形成的电场线在某个方向的作用力比在另一个方向更强。
这种方向性使得电场线沿某方向,它可以影响物体的运动,也可以使物体在某个方向受到偏向作用。
此外,静电场还有一定的稳定性,它在稳定状态以及一种规则下会保持统一,它的变化不会影响它的整体状态,这使得它更加可靠。
最后,静电场还有一定的弹性,它受到外界复杂影响时可以立即做出反应,以防止事故的发生。
总之,静电场具有强大、持久、方向性、稳定性和弹性等特点,它的特点决定了它的应用范围是极其广泛的。
静电场可以用来防止爆炸和电击,可以调节空间电场,可以用来控制家庭和日常用品中的电子产品,甚至可以用来控制宇宙中的电磁波等等。
因此,静电场在我们日常生活中有着重要的作用,是不可或缺的物理现象。
深刻理解静电场的三个特性和两个形象化描述手段
![深刻理解静电场的三个特性和两个形象化描述手段](https://img.taocdn.com/s3/m/a5869d88b8d528ea81c758f5f61fb7360b4c2b88.png)
量奋市例比阳光实验学校深刻理解静电场的三个特性和两个形象化描述手段宋淑光静电场涉及的根本概念比拟多,而且又抽象,对它们的理解和用.〔一〕明确静电场的物质特性。
静电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,是物质的一种形态,只要有电荷就有电场这种物质,它的存在是通过对放入电场中的电荷受电场力的作用表现出来的。
不管电场中是否放入电荷,但电场这种物质都是客观存在的。
〔二〕明确静电场的力特性。
电场的根本特性是对放入电场的电荷有电场力的作用。
电场具有力的性质。
为了描述这种特性引入电场强度这一概念。
关于电场强度的常用公式有三个:qF E =、2r QkE =和dU E =.可从物理意义、引入过程及适用范围三个方面进行比拟.qFE =是电场强度的义式.引入检验电荷q 是为了研究电场的力的性质.实际上场强的大小跟检验电荷的电量q 的大小无关,场强大小反映了电场的强弱,由电场本身的性质决.这个公式适用于一切电场,包括变化磁场所产生的感电场.2rQk E =是真空中的点电荷Q 产生的场强的决式,即场强大小跟场源电荷的电量Q 成正比,跟离场源电荷的距离r 的平方成反比.它是根据义式qF E =和库仑律公式推出的.它只适用于点电荷在真空中所产生的电场.dU E AB =,其中d 是A 、B 两点沿场强方向的距离.公式反映了匀强电场中场强跟电势差的关系.它是在匀强电场中根据求功公式和AB qU W =电导出的.所以这个公式只适用于匀强电场.【例1】:如下图的是在一个电场中的a 、b 、c 、d 四个点分别引入检验电荷时,电荷所受的电场力F 跟引入的电荷电量之间的函数关系。
以下是说法正确的选项是A 、 该电场是匀强电场B 、 a 、b 、c 、d四点的电场强度大小关系是E d >E b >E a >E cC 、 这四点的场强大小关系是E b >E a >E c >E dD 、 无法比拟E 值大小解答:对于电给的位置,放入的检验电荷的电量不同,它受到的电场力不同,但是电场力F 与检验电荷的电量q 的比值F/q 即场强E 是不变的量,因为F=Eq ,所以F 跟q 的关系的图线是一条过原点的直线,该直线的斜率的大小即表示场强的大小,由此可得出E d >E b >E a >E c 。
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深刻理解静电场的三个特性和两个形象化描述手段
上海市大同中学 宋淑光
静电场涉及的基本概念比较多,而且又抽象,应加强对它们的理解和应用.
(一)明确静电场的物质特性。
静电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,是物质的一种形态,只要有电荷就有电场这种物质,它的存在是通过对放入电场中的电荷受电场力的作用表现出来的。
不管电场中是否放入电荷,但电场这种物质都是客观存在的。
(二)明确静电场的力特性。
电场的基本特性是对放入电场的电荷有电场力的作用。
电场具有力的性质。
为了描述这种特性引入电场强度这一概念。
关于电场强度的常用公式有三个:q F E =、2r
Q k E =和d U E =.可从物理意义、引入过程及适用范围三个方面进行比较. q
F E =是电场强度的定义式.引入检验电荷q 是为了研究电场的力的性质.实际上场强的大小跟检验电荷的电量q 的大小无关,场强大小反映了电场的强弱,由电场本身的性质决定.这个公式适用于一切电场,包括变化磁场所产生的感应电场.
2
r Q k E =是真空中的点电荷Q 产生的场强的决定式,即场强大小跟场源电荷的电量Q 成正比,跟离场源电荷的距离r 的平方成反比.它是根据定义式q F E =
和库仑定律公式推出的.它只适用于点电荷在真空中所产生的电场.
d
U E AB =,其中d 是A 、B 两点沿场强方向的距离.公式反映了匀强电场中场强跟电势差的关系.它是在匀强电场中根据求功公式和AB qU W =电导出的.所以这个公式只适用于匀强电场.
【例1】:如图所示的是在一个电场中的a 、b 、c 、d 四个点分别引入检验电荷时,电荷所受的电场力F 跟引入的电荷电量之间的函数关系。
下列是说法正确的是
A 、 该电场是匀强电场
B 、 a 、b 、c 、d 四点的电场强度大小关系是E d >E b >E a >E c
C 、 这四点的场强大小关系是E b >E a >E c >E d
D 、 无法比较
E 值大小
解答:对于电扬中给定的位置,放入的检验电荷的电量不同,它受到的电场力不同,但是电场力F 与检验电荷的电量q 的比值F/q 即场强E 是不变的量,因为F=Eq ,所以F 跟q 的关系的图线是一条过原点的直线,该直线的斜率的大小即表示场强的大小,由此可得出E d >E b >E a >E c 。
(三)明确静电场的能的特性。
电荷放入电场后就具有电势能。
电场力做功是电势能变化的量度:电场力对电荷做正功,电荷的电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加;电场力做功的多少和电势能的变化数值相等。
引入电势:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。
电势用字母φA 表示q W AO A =ϕq
ε=。
电势是相对的,只有选择零电势的位置才能确定电势的值,通常取无限远或地球的电势为零。
电势是标量只有大小,没有方向,但有正、负之分,这里正负只表示比零电势高还是低。
电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功W AB 与电荷量的q 的比值叫电势差电势差,U AB =q
W AB 这个物理量与场中的试探电荷无关,它是一个只属于电场的量。
电势差是从能量角度表征电场的一个重要物理量。
电势差也等于电场中两点电势之差
BA AB A B BA B A AB U U U U -=⎭
⎬⎫-=-=ϕϕϕϕ,电势差由电场的性质决定,与零电势点选择无关。
【例2】如图所示,a 、b 、c 是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a 到c ,a 、b 间的距离等b 、c 间的距离。
用U a 、U b 、U c 和E a 、E b 、E c 、分别表示a 、b 、c 三点的电势和电场强度,可以断定
(A) U a >U b >U c
(B) E a >E b > E c
(C) U a -U b =U b -U c
(D) E a = E b = E c
分析指导 题目中只给出了一条电场线,并不知道电场线的疏密情况,所以不能比较各点场强的大小,这样选项(B )和(D )不能选。
电场线的方向是从a 到c ,根据电场线的方向是电势降低的方向,所以U a >U b >U c ,这样选项(A)是正确的。
在比较a 与b 之间、b 与c 之间的电势差时,虽然a 、b 间距离等于b 、c 间距离,但是场强情况不知,所以无法比较电势差。
(C )不选。
只有选项(A )是正确的。
【例3】如图所示,在等量异种点电荷的电场中,将一个正的试探
电荷由a 点沿直线移到O 点,再沿直线由O 点移到c 点。
在该过程中,
检验电荷所受的电势能如何改变?
解析:根据电场线和等势面的分布可知:试探电荷由a 点沿直线移
到O 点,电场力先作正功,再沿直线由O 点移到c 点的过程中,电荷沿等势面运动,电场力不作功,电势能不变化,故,全过程电势能先减小后不变。
(四)正确区分与电场有关的一些物理量间的关系 与电场有关的物理量有电场强度(q
F E =)、电势(q A A εϕ=)、电势差(U AB =q W AB )以上公式变型得到:电场力F=Eq 、电势能A =qU A 、电场力的功W AB =qU AB 。
不能直接用电场力、电势能、电场力的功来描述电场,因为这三个量不仅与电场有关,还与放人电场中的电荷q 有关,而电场强度q F E =、电势q
U ε=电势差U AB =q W AB 仅由电场决定,它与放入电场中的电荷无关,故电场强度、电势、电势差是描述电场性质的物理量.都是用比值定义的。
电场力、电势能、电场力的功不仅与电场有关而且还与放入电场中的电荷种类电量大小有关。
是由电荷与电场系统共同决定的物理量。
为深刻理解这些比较抽象的量之间的关系,
电场强度与电势是从不同角度描述电场性质的两个物理量.前者是矢量,满足矢量的叠加原理;后者是标量,其大小与零势面的选取有关,故电势有正、负、零之分.
(五)电场线和等势面可以形象地表示出电场的性质,是描述电场的一种形象化手段。
匀强电场
等量异种点电荷的电场
等量同种点电荷的电场
点电荷与带电平板 孤立点电荷周围的电场 电场线总是出发于正电荷而终止于负电荷,或者从正电荷出发到无穷远处,或从无穷远处到负电荷。
电场线不中断,不闭合,任何两条电场线不相交不相切。
电势相等的面叫等势面,要牢记以下6种常见的电场的电场线和等势面:
电场线、等势面的特点和电场线与等势面间的关系:
①电场线的方向为该点的场强方向,电场线的疏密表示场强的大小。
②电场线互不相交,等势面也互不相交。
③电场线和等势面在相交处互相垂直。
④电场线的方向是电势降低的方向,而且是降低最快的方向。
⑤电场线密的地方等差等势面密;等差等势面密的地方电场线也密。
注意:在一般情况下,电场线不是电荷的运动轨迹。
仅当电场线是直线,不计电荷重力,电荷无初速或初速方向沿电场线方向时,电荷才会沿电场线运动。
下面再通过几个题目说明对相关概念的理解:
【例4】 如图所示,三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面,已知这三个圆的半径成等差数列。
A 、B 、C 分别是这三个等势面上的点,且这三点在同一条电场线上。
A 、C 两点的电势依次为φA =10V 和φC =2V ,则B 点的电势是
A.一定等于6V
B.一定低于6V
C.一定高于6V
D.无法确定
解:由U =Ed ,在d 相同时,E 越大,电压U 也越大。
因此U AB > U BC ,选B
【例5】 如图所示,将一个电荷量为q = +3×10-10C 的
点电荷从电场中的A 点移到B 点的过程中,克服电场力做
功6×10-9J 。
已知A 点的电势为φA = - 4V ,求B 点的电势。
解:先由W=qU ,得AB 间的电压为20V ,再由已知分析:向右移动正电荷做负功,说明电场力向左,因此电场线方向向左,得出B 点电势高。
因此φB =16V 。
v
【例6】图中的实线是一族未标明方向的由点电荷产生的电场
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
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.可以比较带电粒子在a、b两点的速度大小
D.可以比较带电粒子在a、b两点的电势能的大小
解:带电粒子的轨迹若是曲线,可以判断带电粒子所受的电场力一定指向弯曲的那一侧,从
而可以判断带电粒子在a、b两点的速度大小和电势能大小。
带电粒子在运动中只受电场力
作用,它的轨迹是曲线,则弯曲的一侧即为受力方向,图中的轨迹弯曲的方向是指向电场线
密集的一侧,则说明带电粒子所受的电场力是指向场源电荷(即题中所说的点电荷),故可
以判断带电粒子在a、b两点的受力方向。
带电粒子的受力方向确定后,则说明带电粒子离
点电荷越远,电势能越大(它们之间为引力),可以判断带电粒子在a点的电势能比在b点
的电势能小,由能量守恒,可以判断a点的速度比b点的速度大。
但由于不知道场源电荷的
性质,故不能判断带电粒子所带电荷的符号。
综上所述,(B)、(C)、(D)选项正确。