常见电荷电场和电势分布特点
电场中的电荷分布和电势
电场中的电荷分布和电势电场中的电荷分布和电势是电磁学中的重要概念,揭示了电场的特性和它对电荷的作用。
本文将介绍电场中的电荷分布和电势的概念、特性和相关计算方法。
一、电场中的电荷分布电场中的电荷分布是指在给定空间内存在的电荷的位置和数量。
电荷是物质中一种基本的物理性质,可以分为正电荷和负电荷。
根据电荷的性质,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
根据库仑定律,电场中两个电荷之间的作用力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
在电场中,可以存在单个电荷,也可以存在多个电荷。
当存在多个电荷时,它们相互之间的作用将叠加,形成一个复杂的电场分布。
根据电荷的空间分布方式,可以将电荷分布分为线电荷分布、点电荷分布和面电荷分布。
线电荷分布是指电荷沿一条直线分布,如导线上的电荷分布。
点电荷分布是指电荷局限在一个点上,如原子核中的正电荷和电子云中的负电荷。
面电荷分布是指电荷均匀分布在一个平面上,如平行板电容器中的电荷分布。
二、电场中的电势电场中的电势是描述电场能量分布的物理量,用来衡量单位正电荷在电场中具有的电势能。
单位正电荷在电场中沿某一路径移动时,所做的功恰好等于单位正电荷的电势能的变化。
电势是标量,用符号V表示,单位是伏特(V)。
电势的计算公式为V=U/q,其中V是电势,U是作用电荷的电势能,q是电荷量。
根据电势的定义,电势的大小取决于电荷的性质和电场的分布。
在电场中,电势由电荷产生,如果电场中没有电荷存在,那么该电场没有电势。
电荷的正负和电场的方向决定了电势的正负。
正电荷所在的区域电势为正,负电荷所在的区域电势为负。
电势随着距离的增加而减小,当电荷之间的距离趋于无穷远时,电势趋于零。
三、电场中的电荷分布和电势的计算方法电场中的电荷分布和电势的计算方法主要利用了库仑定律和电势的定义公式。
根据库仑定律,可以计算出电场中两个电荷之间的电场强度。
根据电势的定义公式,可以计算出电势。
对于分布不均匀的电荷,可以将电荷分布看作由许多小电荷元素组成的。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点
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+孤立点电荷周围的电场几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的 正点电荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
场强 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。
等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
孤立的 负点电荷电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。
场强 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。
等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量同种正点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。
电势每点电势为正值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
等量电荷电场线与等势线分布特点(简洁)
二.两点电荷连线的中垂线上,电场线方向均相 同,即场强方向均相同,且总与中垂线垂 直.在中垂线上到O点等距离处各点的场强相 等(O为两点电荷连线中点).
三.等量异种点电荷连线上以中点O场强最小, 中垂线上以中点O的场强为最大;
四.等量异种点电荷连线、中垂线上关于中于中点对称 处的场强大小相等、方向相反.
在连线的延长 线上,关于某 电荷对称的两 点电势不相等, 连线上的电势 高于延长线上 的电势
等量同种点电荷的等势线:是两簇对称曲线, 在AA′线上O点电势最低;在中垂线上O点电 势最高,向两侧电势逐渐降低,A、A′和B、 B′对称等势.
2
电荷对称的两点,延长线上的电势比连线上的电势低。
两点电荷连线中点O处场强为零,此处无电场 线.
中点O附近的电场线非常稀疏,但场强并不为 零.
两点电荷连线中垂线上,场强方向总沿线远离 O(等量正电荷).
在中垂线上从O点到无穷远,电场线先变密后 变疏,即场强先变强后变弱.
等量同种点电荷连线上以中点电场强度最小, 等于零.因无限远处场强E∞=0,则沿中垂线 从中点到无限远处,电场强度先增大后减小, 之间某位置场强必有最大值.
0 1
在中垂线上的电荷受到的静电力的方向总与中垂线垂直,因此,在中 垂线
上移动电荷时静电力不做功.中垂线为等势线且电势 为0(2).关于连线 对称的两点,电场强度大小相等,电势相同。关于中垂线对称的两点,电场 强度大小相等,电势不同。
0
关于正电荷对称的两点,延长线上的电势比连线上的电势高,关于负
(完整版)电荷电场线分布示意图及场强电势特点
等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量同种正点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。
电势每点电势为正值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最高,由中点至无穷远处逐渐降低至零。
等量异种点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于负电荷;有三条电场线是直线。
电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电荷的一边每一点电势为负。
连线上场强以中点最小不等于零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相同,都是由正电荷指向负电荷;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由正电荷到负电荷逐渐降低,中点电势为零。
中垂线上场强以中点最大;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相同,都是与中垂线垂直,由正电荷指向负电荷;由中点至无穷远处,逐渐减小。
电势中垂面是一个等势面,电势为零(以无穷远处为零电势点,场强为零)(以无穷远处为零电势点,场强为零)注意: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。
电场与电势电荷周围的电场分布
电场与电势电荷周围的电场分布电场与电势——电荷周围的电场分布电场和电势是电学中的重要概念,它们用于描述电荷周围的物理现象和相互作用。
本文将详细介绍电场和电势的概念,并探讨电荷周围的电场分布。
一、电场电场是指空间中存在的电荷所产生的物理场。
在电场中,电荷之间会相互作用,并通过电场力传递能量。
1.1 电场的定义电场可以用电场强度(E)来表示。
电场强度(E)定义为单位正电荷所受到的力的大小。
它是一个矢量,具有方向和大小。
1.2 电场力的计算根据库仑定律,两个电荷之间的电场力(F)可以通过下式计算:F = k * |q1 * q2| / r²其中,k为电场力常数(8.99×10⁹ N m²/C²),q1和q2为电荷的大小,r为两个电荷之间的距离。
1.3 电场线为了更好地描述电场的分布情况,我们可以利用电场线来表示电场的方向。
电场线从正电荷流向负电荷,其方向与电场强度方向一致。
二、电势电势是描述电荷周围空间中电场状态的物理量。
电势能是电荷在电场中的一种能量形式,具有势能(V)来表示。
2.1 电势的定义电势(V)可以定义为单位正电荷所具有的电势能。
它是一个标量,没有方向。
2.2 电势差两个点之间的电势差(ΔV)可以通过下式计算:ΔV = V2 - V1其中,V1和V2为两个点的电势。
2.3 电势与电场的关系电场强度(E)与电势(V)之间存在一定的关系。
根据电场强度与电势的关系式:E = -ΔV / Δr其中,ΔV为两点之间的电势差,Δr为两点之间的距离。
三、电荷周围的电场分布当一个电荷存在时,它会在周围产生电场,并改变空间中其他电荷的受力情况。
3.1 点电荷周围的电场分布对于一个点电荷,其电场强度与电势可以通过库仑定律计算。
点电荷的电场呈球对称分布,电场强度与距离的平方成反比。
3.2 均匀带电球壳的电场分布当一个球壳带电时,其内部是一个等势体,不受外部电场的影响。
球壳外部的电场强度等于一个点电荷在球心处产生的电场强度。
等量电荷电场的场强和电势分布的特点
等量电荷电场的场强和电势分布的特点等量的点电荷形成的电场中的场强和电势特点一. 等量的同种电荷形成的电场的特点设两点电荷的带电量均为q,间距为R,向右为正方向1. 场强特点:在两个等量正电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减后增,即中点O处, 场强最小为0;场强的方向先向右再向左, 除中点O外,场强方向指向中点O在两个等量正电荷连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小先增后减;场强的方向由O点指向N(M)。
外推等量的两个负电荷形成的场结论:在两个等量负电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减后增,中点O处, 场强最小为零;场强的方向先向左再向右(除中点O外)。
在等量负电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小先增后减,场强的方向由N(M)指向O点2.电势特点:在两个等量正电荷的连线上,由A点向B点方向,电势先减后增,中点O处, 电势最小,但电势总为正。
在两个等量正电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电势一直减小且大于零,即O点最大,N(M)点为零外推等量的两个负电荷形成的场在两个等量负电荷连线上,由A点向B点方向,电势先增后减,在中点O处, 电势最大但电势总为负;在两个等量负电荷连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电势一直增大且小于零,即O点最小,N(M)点为零二:等量的异种电荷形成的电场的特点1. 场强特点在两个等量异种电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减小后增大,中点O处场强最小;场强的方向指向负电荷在两个等量异种电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小一直在减小;场强的方向平行于AB连线指向负电荷一端2.电势特点:在两个等量异种电荷的连线上,由A点向B点方向,电势一直在减小,中点O 处电势为零,正电荷一侧为正势,负电荷一侧为负势。
等量异种电荷连线的中垂线上任意一点电势均为零即等量异种电荷的连线的中垂线(面)是零势线(面)库仑定律内容表述:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比.作用力的方向在两个点电荷的连线上公式:静电力常量:k = 9.0×109 N·m2/C2库仑定律适用条件:真空中,点电荷点电荷——理想化模型,实际上是不存在的.但只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略,带电体就可以看作点电荷.并非是体积小就能当点电荷(理想化研究方法)启示与小结:可以看出,万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似,只有质量和电荷量的区别,体现了科学的一种对称美,它们的实质区别是:首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力,绝没有相排斥的力.其次,由计算结果看出,电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多,因此在研究微观带电粒子间的相互作用时,主要考虑静电力,万有引力虽然存在,但相比之下非常小,所以可忽略不计电场:是力的作用媒介:电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的,电荷的周围都存在电场,电场的物质性是客观存在的,具有物质的基本属性——质量和能量。
高中物理选修3-1几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图点电荷的电场线等量异种点电荷电场线等量同种正电荷电场线二、列表比较下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的正点电荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
孤立的负点电荷电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。
场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量同种正点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。
电势每点电势为正值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点
匀强电等量异种点电荷的等量同种点电- - - 点电荷及带+孤立点电荷周围 几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的 正点电荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
场强离场源电荷越远,场强越小;及场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越低;及场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
孤立的 电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。
场强 离场源电荷越远,场强越小;及场源电荷等距的各点负点电荷组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越高;及场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量同电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。
电势每点电势为正值。
种正点电荷连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点
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+孤立点电荷周围的电场 几种典型电场线散布示意图及场强电势特点表重点之老阳三干创作时间:二O 二一年七月二十九日一、场强散布图二、列表比较下面均以无穷远处为零电势点,场强为零. 孤立的正点电荷电场线 直线,起于正电荷,终止于无穷远. 场强 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,标的目的不合. 电势 离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正. 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密. 孤立的负点电电场线 直线,起于无穷远,终止于负电荷. 场强 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,标的目的不合. 电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负.荷等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密.等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线.电势每点电势为负值.连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,标的目的相反,都是叛变中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大.电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零.中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,标的目的相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大.电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零.等量同种正点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线.电势每点电势为正值.连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,标的目的相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大.电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零.中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,标的目的相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大.电势中点电势最高,由中点至无穷远处逐渐降低至零.等量异种点电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于负电荷;有三条电场线是直线.电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电荷的一边每一点电势为负.连线场强以中点最小不等于零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,标的目的相同,都是由正电荷指向负电荷;由连线的一端到另一端,先减小再增大.电荷上电势由正电荷到负电荷逐渐降低,中点电势为零.中垂线上场强以中点最大;关于中点对称的任意两点场强大小相等,标的目的相同,都是与中垂线垂直,由正电荷指向负电荷;由中点至无穷远处,逐渐减小.电势中垂面是一个等势面,电势为零例如图所示,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辨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6VB.一定低于6VC.一定高于6VD.无法确定解:由U=Ed,在d相同时,E越大,电压U也越大.因此UAB> UBC,选B要牢记以下6种罕见的电场的电场线和等势面:注意电场线、等势面的特点和电场线与等势面间的关系:①电场线的标的目的为该点的场强标的目的,电场线的疏密暗示场强的大小.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电场线的标的目的是电势降低的标的目的,并且是降低最快的标的目的.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.二、电荷引入电场1.将电荷引入电场将电荷引入电场后,它一定受电场力Eq,且一定具有电势能φq.2.在电场中移动电荷电场力做的功在电场中移动电荷电场力做的功W=qU,只与始末位置的电势差有关.在只有电场力做功的情况下,电场力做功的过程是电势能和动能相互转化的过程.W= -ΔE=ΔEK.⑴无论对正电荷还是负电荷,只要电场力做功,电势能就减小;克服电场力做功,电势能就增大.⑵正电荷在电势高处电势能大;负电荷在电势高处电势能小.⑶利用公式W=qU进行计算时,各量都取绝对值,功的正负由电荷的正负和移动的标的目的判定.⑷每道题都应该画出示意图,抓住电场线这个关头.(电场线能暗示电场强度的大小和标的目的,能暗示电势降低的标的目的.有了这个直不雅的示意图,可以很便利地判定点电荷在电场中受力、做功、电势能变更等情况.)例. 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,检验电荷所受的电场力大小和标的目的如何改动?其电势能又如何改动?解:按照电场线和等势面的散布可知:电场力一直减小而标的目的不变;电势能先减小后不变.例. 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 点过程,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,再由已知阐发:向右移动正电荷做负功,说明电场力向左,因此电场线标的目的向左,得出B 点电势高.因此φB=16V.例.α粒子从无穷远处以等于光速十分之一的速度正对着静止的金核射去(没有撞到金核上).已知离点电荷Q 距离为r 处的电势的计算式为φ=r kQ,那么α粒子的最大电势能是多大?由此预算金原子核的半径是多大?解:α粒子向金核靠近过程克服电场力做功,动能向电势能转化.设初动能为E,到不克不及再接近(两者速度相等时),可认为两者间的距离就是金核的半径.按照动量守恒定律和能量守恒定律,动能的损失()22v M m mM E k +=∆,由于金核质量远大于α粒子质量,所以动能几乎全部转化为电势能.无穷远处的电势能为零,故最大电势能E=122100.321-⨯=mv J,再由E=φq=r kQq ,得r =1.2×10-14m,可见金核的半径不会大于1.2×10-14m.例.已知ΔABC 处于匀强电场中.将一个带电量q= -2×10-6C 的点电荷从A 移到B 的过程中,电场力做功W1= -1.2×10-5J ;再将该点电荷从B 移到C,电场力做功W2= 6×10-6J.已知A点的电势vφA=5V,则B、C两点的电势辨别为____V和____V.试在右图中画出通过A点的电场线.解:先由W=qU求出AB、BC间的电压辨别为6V和3V,再按照负电荷A→B电场力做负功,电势能增大,电势降低;B→C电场力做正功,电势能减小,电势升高,知φB= -1VφC=2V.沿匀强电场中任意一条直线电势都是均匀变更的,因此AB中点D的电势与C点电势相同,CD为等势面,过A做CD的垂线必为电场线,标的目的从高电势指向低电势,所以斜向左下方.例.如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点.下列说法中正确的是A.三个等势面中,等势面a的电势最高B.带电质点一定是从P点向Q点运动C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小解:先画出电场线,再按照速度、合力和轨迹的关系,可以判定:质点在各点受的电场力标的目的是斜向左下方.由于是正电荷,所以电场线标的目的也沿电场线向左下方.答案仅有D四、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在匀强电场中的加速一般情况下带电粒子所受的电场力远大于重力,所以可以认为只有电场力做功.由动能定理W=qU=ΔEK,此式与电场是否匀强无关,与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关.例.如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变更的规律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处.(不计重力作用)下列说法中正确的是A.从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上B.从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动C.从t=T/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上D.从t=3T/8时刻释放电子,电子势必打到左极板上解:从t=0时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T/2,接着匀减速T/2,速度减小到零后,又开始向右匀加速T/2,接着匀减速T/2……直到打在右极板上.电子不成能向左运动;如果两板间距离不敷大,电子也始终向右运动,直到打到右极板上.从t=T/4时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T/4,接着匀减速T/4,速度减小到零后,改成向左先匀加速T/4,接着匀减速T/4.即在两板间振动;如果两板间距离不敷大,则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上.从t=3T/8时刻释放电子,如果两板间距离不敷大,电子将在第一次向右运动过程中U就打在右极板上;如果第一次向右运动没有打在右极板上,那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上.选AC2.带电粒子在匀强电场中的偏转质量为m 电荷量为q 的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长L 板间距离为d 的平行板电容器间,两板间电压为U,求射出时的侧移、偏转角和动能增量. ⑴侧移:d U UL v L dm Uq y '=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=42122千万不要死记公式,要清楚物理过程.按照不合的已知条件,结论改用不合的表达形式(已知初速度、初动能、初动量或加速电压等). ⑵偏角:d U UL dmv UqL v v y'===2tan 2θ,注意到θtan 2L y =,说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点.这一点和平抛运动的结论相同.⑶穿越电场过程的动能增量:ΔEK=Eqy (注意,一般来说不等于qU )例如图所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0.电容器板长和板间距离均为L=10cm,下极板接地.电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm.在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变更的图象如左图.(每个电子穿过平3t m ,t行板的时间极短,可以认为电压是不变的)求:①在t=0.06s 时刻,电子打在荧光屏上的何处?②荧光屏上有电子打到的区间有多长?③屏上的亮点如何移动?解:①由图知t=0.06s 时刻偏转电压为1.8U0,可求得y = 0.45L=4.5cm,打在屏上的点距O 点13.5cm.②电子的最大侧移为0.5L (偏转电压超出2.0U0,电子就打到极板上了),所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L=30cm.③屏上的亮点由下而上匀速上升,间歇一段时间后又重复出现.3.带电物体在电场力和重力配合作用下的运动.当带电体的重力和电场力大小可以相比时,不克不及再将重力忽略不计.这时研究对象经常被称为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”等等.这时的问题实际上酿成一个力学问题,只是在考虑能量守恒的时候需要考虑到电势能的变更.例 已知如图,水平放置的平行金属板间有匀强电场.一根长l 的绝缘细绳一端固定在O 点,另一端系有质量为m 并带有一定电荷的小球.小球原来静止在C 点.当给小球一个水平冲量后,它可以在竖直面内绕O 点做匀速圆周运动.若将两板间的电压增大为原来的3倍,求:要使小球从C 点开始在竖直面内绕O 点做圆周运动,至少要给小球多大的水平冲量?在这种情况下,在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大?解:由已知,原来小球受到的电场力和重力大小相等,增大电压后电+场力是重力的3倍.在C 点,最小速度对应最小的向心力,这时细绳的拉力为零,合力为2mg,可求得速度为v=gl 2,因此给小球的最小冲量为I= m gl 2.在最高点D 小球受到的拉力最大.从C 到D 对小球用动能定理:22212122C D mv mv l mg -=⋅,在D 点l mv mg F D 22=-,解得F=12mg.例已知如图,匀强电场标的目的水平向右,场强E=1.5×106V/m,丝线长l=40cm,上端系于O 点,下端系质量为m=1.0×10-4kg,带电量为q=+4.9×10-10C 的小球,将小球从最低点A 由静止释放,求:⑴小球摆到最高点时丝线与竖直标的目的的夹角多大?⑵摆动过程中小球的最大速度是多大? 解:⑴这是个“歪摆”.由已知电场力Fe=0.75G 摆动到平衡位置时丝线与竖直标的目的成37°角,因此最大摆角为74°.⑵小球通过平衡位置时速度最大.由动能定理:1.25mg 0.2l=mvB2/2,vB=1.4m/s.五、电容器1.电容器两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器.2.电容器的电容电容UQ C =是暗示电容器容纳电荷本领的物理量,是由电容器自己的性质(导体大小、形状、相对位置及电介质)决定的.3.平行板电容器的电容平行板电容器的电容的决定式是:d s kd s C επε∝=4 4.两种不合变更θ θ电容器和电源连接如图,改动板间距离、改动正对面积或改动板间电解质资料,都会改动其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变更.这里一定要分清两种罕见的变更:⑴电键K 坚持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),这种情况下带d d U E d S kd S C C CU Q 14∝=∝=∝=,,而电量επε ⑵充电后断开K,坚持电容器带电量Q 恒定,这种情况下sE s d U d sC εεε1,,∝∝∝ 例如图所示,在平行板电容器正中有一个带电微粒.K 闭合时,该微粒恰好能坚持静止.在①坚持K 闭合;②充电后将K 断开;两种情况下,各用什么办法能使该带电微粒向上运动打到上极板?A.上移上极板MB.上移下极板NC.左移上极板MD.把下极板N 接地解:由上面的阐发可知①选B,②选C.例计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器.电容的计算公式是d S C ε=,其中常量ε=9.0×10-12F m-1,S 暗示两金属片的正对面积,d 暗示两金属片间的距离.当某一键被按下时,d 产生改动,引起电容器的电容产生改动,从而给电子线路收回相应的信号.已知两金属片的正对面积为50mm2,键未被按下时,两金属片间的距离为0.60mm.只要电容变更达0.25pF,电子线路就能收回相应的信号.那么为使按键得到反响,至少需要按下多大距离?KN A解:先求得未按下时的电容C1=0.75pF,再由1221d d C C =得12d d C C ∆=∆和C2=1.00pF,得Δd=0.15mm.。
几种电荷电场线分布示意图及场强电势特点
点场强大小相等,方向
场
连
相同,都是由正电荷指 强
线
向负电荷;由连线的一
上
端到另一端,先减小再
增大。
电 由正电荷到负电荷逐渐 势 降低,中点电势为零。
以中点最大;关于中点
对称的任意两点场强大
小相等,方向相同,都
中
场 是与中垂线垂直,由正
垂
强 电荷指向负电荷;由中
线
点至无穷远处,逐渐减
上
小。
电 中垂面是一个等势面, 势 电势为零
(以无穷远处为零电势点,场强为零)
孤立点电荷电场线分布示意图及场强电 势特点
电场 直线,起于正电荷,终止于无 线 穷远。
离场源电荷越远,场强越小;
孤
与场源电荷等距的各点组成的 场强
立
球面上场强大小相等,方向不
的
同。
正
离场源电荷越远,电势越低;
点
与场源电荷等距的各点组成的
电
电势 球面是等势面,每点的电势为
荷
正。
等势 面
以场源电荷为球心的一簇簇不 等间距的球面,离场源电荷越 近,等势面越密。
电场 直线,起于无穷远,终止于负 线 电荷。
离场源电荷越远,场强越小;
孤
与场源电荷等距的各点组成的
场强
立
球面上场强大小相等,方向不
的
同。
负
离场源电荷越远,电势越高;
点
与场源电荷等距的各点组成的
电
电势 球面是等势面,每点的电势为
垂
穷远处,先增大再减小
线
至零,必有一个位置场
上
强最大。
中点电势最高,由中点 电
至无穷远处逐渐降低至 势
几种典型电场线分布示意图及场强、电势的特点
等势里:一、定义:电场中电势相等的面形成的里二、等势里的本量:①正在共一等势里上各面电势相等,所以正在共一等势里上移动电荷,电场力没有干功②电场线跟等势里一定笔直,而且由电势下的等势里指背电势矮的等势里.③等势里越稀,电场强度越大 ④等势里没有相接,没有相切三、等势里的用途:由等势里描画电场线,推断电场中电势的下矮.四、几种电场的电场线及等势里①面电荷电场中的等势里:以面电荷为球心的一簇球里如图l所示.②等量同种面电荷电场中的等势里:是二簇对于称直里,如图2所示.③等量共种面电荷电场中的等势里:是二簇对于称直里,如图3所示.④匀强电场中的等势里是笔直于电场线的一簇仄里,如图4所示.⑤形状没有准则的戴电导体附近的电场线及等势里,如图5所示.注意:戴目标的线表示电场线,无目标的线表示等势里.图中的等势“里”画成了线,即以“线”代“里”.等势里:一、定义:电场中电势相等的面形成的里二、等势里的本量:①正在共一等势里上各面电势相等,所以正在共一等势里上移动电荷,电场力没有干功②电场线跟等势里一定笔直,而且由电势下的等势里指背电势矮的等势里.③等势里越稀,电场强度越大④等势里没有相接,没有相切三、等势里的用途:由等势里描画电场线,推断电场中电势的下矮.四、几种电场的电场线及等势里①面电荷电场中的等势里:以面电荷为球心的一簇球里如图l所示.②等量同种面电荷电场中的等势里:是二簇对于称直里,如图2所示.③等量共种面电荷电场中的等势里:是二簇对于称直里,如图3所示.④匀强电场中的等势里是笔直于电场线的一簇仄里,如图4所示.⑤形状没有准则的戴电导体附近的电场线及等势里,如图5所示.注意:戴目标的线表示电场线,无目标的线表示等势里.图中的等势“里”画成了线,即以“线”代“里”.。
常见电场电场线分布规律
常见电场电场线分布规律————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:常见电场电场线分布规律电场强度、电场线、电势部分基本规律总结整理:胡湛霏一、几种常见电场线分布:二、等量异种电荷电场分析1、场强:①在两点电荷连线上,有正电荷到负电荷,电场强度先减小后增大,中点O的电场强度最小。
电场强度方向由正电荷指向负电荷;②两点电荷的连线的中垂线上,中点O的场强最大,两侧场强依次减小。
各点电场强度方向相同。
2、电势:①由正电荷到负电荷电势逐渐降低;②连线的中垂线所在的、并且与通过的所有电场线垂直的平面为一等势面;③若规定无限远处电势为0,则两点电荷连线的中垂线上各点电势即为0。
3、电势能:(设带电粒子由正电荷一端移向负电荷一端)①带电粒子带正电:电场力做正功,电势降低,电势能减少;②带电粒子带负点:电场力做负功,电势降低,电势能增加。
三、等量同种电荷电场分析1、场强:①两点电荷的连线上,由点电荷起,电场强度越来越小,到终点O的电场强度为0,再到另一点电荷,电场强度又越来越大;②两点电荷连线的中垂线上,由中点O向两侧,电场强度越来越大,到达某一点后电场强度又越来越小;③两点电荷(正)连线的中垂线上,电场强度方向由中点O指向外侧,即平行于中垂线。
2、电势:①两正点电荷连线上,O点电势最小,即由一个正点电荷到另一正点电荷电势先降低后升高。
连线的中垂线上,O电电势最大,即O点两侧电势依次降低。
②两负点电荷连线上,O点电势最大,即由一个负点电荷到另一负点电荷电势先增高后降低。
连线的中垂线上,O点电势最小,即O点两侧电势依次升高。
③其余各点电势由一般规律判断,顺着电场线方向电势逐渐降低。
3、电势能:①由电势判断:若带电粒子为正电荷,则电势越高,电势能越大;若带电粒子为负电荷,则电势越高,电势能越小。
②由功能关系判断:若电场力做负功,则电势能增加;若电势能做正功,则电势能减少。
电场中的电势分布
电场中的电势分布电势是描述电场能量状态的物理量,它对于理解和研究电场中粒子的运动和相互作用至关重要。
在电场中,电势是沿着场线方向的,通过分析电势分布可以揭示电场的性质和特点。
本文将讨论电场中的电势分布。
一、电势的定义和基本性质电势是一个点电荷或电场中的任意一点所具有的特定势能,它是单位正电荷在该点处所具有的电势能。
在国际单位制下,电势的单位是伏特(V)。
二、点电荷的电势分布在电场中,如果只存在一个点电荷,其电势分布呈球对称分布。
根据库仑定律可以得知,点电荷的电势随距离增加而迅速减小,呈现出倒数关系。
具体来说,点电荷的电势分布满足以下公式:V = k * (Q / r)其中,V表示点电荷电势,k是库仑常量,Q是点电荷的电荷量,r 是距离点电荷的距离。
从公式可以看出,电势与距离的平方成反比,这意味着离点电荷越近的地方电势越大。
三、均匀电场中的电势分布均匀电场指场强大小和方向在空间各点相同的电场,例如两个平行带电板之间的电场。
均匀电场中电势的分布是线性变化的,即电势随距离呈线性增加。
假设两个平行带电板之间的距离为d,电场强度为E,根据电场的性质可知,电势差等于电场强度与距离的乘积。
因此,在两个平行带电板之间,电势的分布满足以下公式:V = E * d其中,V表示电势差,E为电场强度,d为两个平行带电板之间的距离。
四、非均匀电场中的电势分布非均匀电场中的电势分布是复杂而多变的,取决于场中电荷的分布情况。
通常情况下,我们可以通过数值模拟或解析求解的方法得到电势的分布。
例如,对于两个等大异号点电荷,它们之间的电势分布呈现类似于流线的形状。
而对于多个电荷相互作用产生的电场,其电势分布将体现出多个点电荷电势分布的叠加效应。
五、电势分布的应用与实践意义电场中电势分布的研究对于理解电场中粒子的力和能量变化具有重要意义。
电势分布的不均匀性可以导致电场中粒子的受力分布和运动轨迹的变化。
在实际应用中,我们还可以利用电势分布来设计和优化电场传感器、电容器、静电纺丝器等电器件,以及电场控制技术、静电除尘等领域。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表
一、场强分布图二、列表比较下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的正点电荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
孤立的负点电荷电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。
场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。
同种正点电荷电势每点电势为正值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最高,由中点至无穷远处逐渐降低至零。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点
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+孤立点电荷周围的电场几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的 正点电荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
场强 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。
等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
孤立的 负点电荷电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。
场强 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。
等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量同种正点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。
电势每点电势为正值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电荷电场线分布示意图及场强电势特点
两个点电荷电场线分布示意图及场强电势特点大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有 以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强 一端到另一端,先减小再增大。
最高不为零。
以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强 大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点; 场强 由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一 个位置场强最大。
中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至 电势 零。
大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有 电场线 两条电场线是直线。
等量同种正点电场线 两条电场线是直线。
电势 每点电势为负值。
场强 大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的 等量同种负点电荷、、\\"山由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势 电势 电势 每点电势为正值。
场强 电势以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强 大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的 一端到另一端,先减小再增大。
由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势 电荷荷的一边每一点电势为负。
以中点最大;关于中点对称的任意两点场强大小指向负电荷:由中点至无穷远处,逐渐减小。
(以无穷远处为零电势点,场强为零)孤立点电荷电场线分布示意图及场强电势特点场强电势电场线电势最低不为零。
以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处:由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
中点电势最高,由中点至无穷远处逐渐降低至零。
大部分是曲线,起于正电荷,终止于负电荷;有三条电场线是直线。
中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电等量异种点电以中点最小不等于零:关于中点对称的任意两点 场强 场强大小相等,方向相同,都是由正电荷指向负电势 电荷;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
由正电荷到负电荷逐渐降低,中点电势为零。
场强 相等,方向相同,都是与中垂线垂直,由正电荷电势 中垂面是一个等势面,电势为零荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】匀强电等量异种点电荷的电等量同种点电荷- - - 点电荷与带电+孤立点电荷周围的几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表重点一、场强分布图二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的 正点电荷 电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势 离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。
等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
孤立的 负点电荷 电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。
场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势 离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。
等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
等电场大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线量同种负点电荷线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量同种正点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。
电势每点电势为正值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
常见电荷电场和电势分布特点
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
描述电场做功的本领描述电荷在电场
中的能量
定义
矢标性矢量:方向为正电
荷的受力方向标量:有正负,正
负只表示大小
标量:有正负,正负只
是比较电势的高低
正正得正,负正
得负,负负得正
决定因素由电场本身决定,
与试探电荷无关
由电场本身决
定,大小与参考
点的选取有关,
具有相对性
由电场本身的两点间
差异决定,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
相互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,
电势为零,电势
能一定为零
联系匀强电场中U=Ed(d为A、B间沿场强方向上的距离);电势沿场强方向降低最快;
正高大,负高小比较等量异种点电荷等量同种点电荷
电场线分布图
连线中点O处的场强最小,指向负电荷一方为零
连线上的场强大小
沿中垂线由O点向外场强大
小
关于O点对称的A与A′,B
与B′的场强特点
等大同向等大反向
电场等势面(实线)图样重要描述。
常见场强电势分布规律(实物图+函数图)
点电荷场强电势分布实物图
漳实中学 翁文伟
等量异种场强电势分布实物图
漳实中学 翁文伟
等量同种场强电势分布实物图
漳实中学 翁文伟
注意:场强0点,电场线方向 电势升高降低情况
不等量同种场强电势分布实物图
漳实中学 翁文伟
注意:场Байду номын сангаас0点,电场线 方向
电势升高降低情况
不等量异种场强电势分布实物图
漳实中学 翁文伟
注意:场强0点,电场线 方向
电势升高降低情况
同种 等量与不等量的比较
漳实中学 翁文伟
异种 等量与不等量的比较
漳实中学 翁文伟
实物图应用例题:
漳实中学 翁文伟
二、坐标图分布规律:
1: E F q
3: E d
dx
2 : qEd qE dx
电势斜率等于场强
4、常见电荷场强、电势与x坐标规律
正点电荷 负点电荷
等量异种 等量同种
不等量异种 不等量同种
漳实中学 翁文伟
正点电荷 E x图像, x图像
漳实中学 翁文伟
等量同种电荷 E x图像, x图像
漳实中学 翁文伟
等量异种电荷 E x图像, x图像
漳实中学 翁文伟
不等量同种电荷 E x图像, x图像
漳实中学 翁文伟
不等量异种 E x图像, x图像
漳实中学 翁文伟
6.(2012盐城二模)真空中有两个等量异种点电荷,以 连线中点O为坐标原点,以它们的中垂线为x轴,下图中 能正确表示x轴上电场强度情况的是( )
漳实中学 翁文伟
二、坐标图分布规律:
思考:中垂线为x轴时,场强、电势分布规律如何? 等量异种 等量同种
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常见电荷电场和电势分
布特点
Revised as of 23 November 2020
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
描述电场做功的本
领
描述电荷在电
场中的能量
定义
矢标性矢量:方向为正
电荷的受力方
向标量:有正负,
正负只表示
大小
标量:有正负,正负
只是比较电势的高
低
正正得正,负
正得负,负负
得正
决定因素由电场本身决
定,与试探电荷
无关
由电场本身
决定,大小与
参考点的选
取有关,具有
相对性
由电场本身的两点
间差异决定,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
相互关系场强为零的地
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,电势为零,
电势能一定为
零
联系匀强电场中U=Ed(d为A、B间沿场强方向上的距离);电势沿场强方向降低最快;
正高大,负高小比较等量异种点电荷等量同种点电荷
电场线分布图
连线中点O处的
场强
最小,指向负电荷一方为零
连线上的场强大
小
沿中垂线由O 点
向外场强大小
关于O点对称的
A与A′,B与B′
的场强特点
等大同向等大反向
电场等势面(实线)图样重要描述
匀强
电场
垂直于电场线的一簇平面
点
电
荷
的
电场
以点电荷为球心的一簇球面
等
量
异
种
点
电
荷
的
电场
? 连线中垂面上的电势为零
等量同种正点? 连线上,中点电势最低,而在中垂线上,
中点电势最高
电荷的电场。