电场基础知识检测

电场基础知识

电荷守恒库伦定律

一、电荷及电荷守恒定律

1．元电荷：最小的电荷量，其值为e＝．其他带电体的电荷量皆为元电荷的倍．2．电荷守恒定律

(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体到另一个物体，或者从物体的一部

分到另一部分；在转移过程中，电荷的总量．

(2)起电方式：、、感应起电．

(3)带电实质：物体带电的实质是．

思考：当两个完全相同的带电金属球相互接触时，它们的电荷量如何分配？

答案同种电荷的电荷量分配，异种电荷的先后．

二、点电荷及库仑定律

1．点电荷

(1)是一种理想化的物理模型；

(2)当带电体本身的和对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．2．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，与它们的距

离的二次方成，作用力的方向在它们的．

(2)公式：，其中比例系数k叫做静电力常量，k＝9.0×109 N·m2/C2.

(3)适用条件：①；②．

3．三个自由点电荷平衡问题处理方法：

三个自由点电荷仅在它们系统的静电力作用下处于平衡状态时，满足的规律是：两同夹异、两大夹小、近小远大(中间电荷靠近电荷量较小的端电荷)．

电场力的性质

一、电场强度

1．静电场

(1)电场是存在于电荷周围的一种，静电荷产生的电场叫静电场．

(2)电荷间的相互作用是通过实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有．2．电场强度

(1)物理意义：表示电场的和．

(2)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的的比值叫做该点的电场强度．

(3)定义式：

(4)标矢性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的

叠加遵从定则．

3．场强的公式比较

三个公式

⎩

⎪

⎪

⎨

⎪

⎪

⎧E＝F

q

⎩⎪

⎨

⎪⎧适用于任何电场

与检验电荷是否存在无关

E＝

kQ

r2

⎩⎪

⎨

⎪⎧适用于点电荷产生的电场

Q为场源电荷的电荷量

E＝

U

d

⎩⎪

⎨

⎪⎧适用于匀强电场

U为两点间的电势差，d为沿电场方向两

点间的距离

二、电场线

1．定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的及，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的方向表示该点的电场强度方向，曲线的表示电场强度的大小．2．特点：

(1)电场线从正电荷或出发，终止于或无限远处；

(2)电场线在电场中；

(3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越；

(4)电场线上某点的方向表示该点的场强方向；

(5)沿电场线方向；

(6)电场线和等势面在相交处互相．

3．几种典型电场的电场线(如图2所示)．

4、电场强度的叠加与计算

(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的 ． (2)运算法则： ． 5．电场线的作用

(1)表示场强的方向：电场线上每一点的切线方向和该点的 方向一致．

(2)比较场强的大小：电场线的 程度反映了场强的大小，即电场的强弱．同一幅图中，电场线越密的地方场强越 ，电场线越 的地方场强越小．

(3)判断电势的高低：在静电场中，顺着电场线的方向电势越来越 ． 6．等量点电荷的电场线比较

最小，指向负电荷一方 为零

两者才会重合：(1)电场线为直线；(2)电荷初速度为零或速度方向与电场线平行；(3)电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线平行．

三．带电体的力电综合问题的分析方法 1、基本思路：

2．运动情况反映受力情况

(1)物体静止(保持)：F 合＝0. (2)做直线运动

①匀速直线运动，F 合＝0. ②变速直线运动：F 合≠0，且F 合与速度方向总是一致．

(3)做曲线运动：F 合≠0，F 合与速度方向不在一条直线上，且总指向运动轨迹曲线凹的一侧． (4)F 合与v 的夹角为α，加速运动：0°≤α<90°；减速运动：90°<α≤180°. (5)匀变速运动：F 合＝恒量．

电场力的性质

一、电场力做功与电势能 1．电场力做功的特点

(1)在电场中移动电荷时，电场力做功与 无关，只与 有关，可见电场力做功与重力做功相似．

(2)在匀强电场中，电场力做的功W ＝ ，其中d 为沿 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 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 ，即W AB ＝E p A －E p B .

(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 的电势能规定为零，或

把电荷在 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＝E p

q

.

(3)标矢性：电势是 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 的选取的不同而不同． (5)沿着电场线方向电势逐渐 ．

2．等势面

(1)定义：电场中 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 ． ②在 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 的等势面． ④等差等势面越密的地方电场强度 ；反之 ． ⑤任意两等势面不相交．

3、注意： (1)电势是描述电场本身的能的性质的物理量，由电场本身决定，而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能，由电荷与电场共同决定． (2)φ＝E p

q 或E p ＝φq .

三、电势差

1．电势差：电荷q 在电场中A 、B 两点间移动时，电场力所做的功W AB 跟它的电荷量q 的比值，叫做A 、B 间的电势差，也叫电压． 公式： 单位

2．电势差与电势的关系：U AB ＝ ，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且有U AB ＝ U BA .

3．电势差U AB 由电场中A 、B 两点的位置决定，与移动的电荷q 、电场力做的功W AB 无关，与零电势点的选取也无关．

4．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 方向的距离的乘积．即U ＝ ，也可以写作E ＝U d .

四、电势高低及电势能大小的判断与比较

1．比较电势高低的方法

(1)沿电场线方向，电势越来越低．

(2)判断出U AB 的正负，再由U AB ＝φA －φB ，比较φA 、φB 的大小，若U AB >0，则φA >φB ，若U AB <0，则φA <φB .

(3)取无穷远处电势为零，则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．电势能大小的比较方法 (1)做功判断法

电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方．

特别提醒 其他各种方法都是在此基础上推理出来的，最终还要回归到电场力做功与电势能变化关系上．

(2)场电荷判断法

①离场正电荷越近，正电荷的电势能越大；负电荷的电势能越小． ②离场负电荷越近，正电荷的电势能越小；负电荷的电势能越大． (3)电场线法

①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大．

②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小． (4)公式法

由E p ＝qφ，将q 、φ的大小、正负号一起代入公式，E p 的正值越大，电势能越大；E p 的负值越大，电势能越小．

五、 电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹的综合问题 1．几种常见的典型电场的等势面比较