7-1 静电场的性质及应用课件

A
B
解:（1）两板间的电场强度的大 小为 U AB 60 V/m E 0.030 d 2.0 10 3 V/m
+
F
G
+
A B
电场强度的方向由正极板指向负极板。 （2）由于尘粒正好悬浮，处于平衡状态，因此，尘粒 除了受到重力外，必定还受到一个向上的电场力作用，并 可判断该尘粒带负电。 由 F = G ， qE = m g 得
V Ep q
Q
+
+ q
Ep E
电势是标量，没有方向，单位为V（伏）。 电势反映了电场能的性质，电场中某点的电势与试
探电荷无关。
2. 电势高低的判断 （1）沿着电场线的方向，电势逐点降低。 （ 2 ） 对正电荷来说，电势能大的地方电势高，电 势能小的地方电势低；对负电荷来说 , 电势能大的地方 电势低，电势能小的地方电势高。
到位置 A ，说明电场力对q 做了功，表
明电场具有能量。 1. 电势能 电场中的电荷由于受到电场力的作用而 具有的能量叫做电势能，用E p 表示。 电势能与重力势能类似，具有相对性。 电势能是标量，单位是J（焦 ）。
五、电 势 1. 定义 电场中某点，电荷的电势能E p 与它所带电 荷量 q 的比值叫做该点的电势。
二、电场强度 1. 定义 放入电场中某一点的电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度。 2. 大小
E F q
Q
+
q
+
F
规定电场中某点的电场强度方向跟正电 3. 方向 荷在该点所受电场力的方向相同。 当 q 为正电荷时，F 与 E 同向；
QFra Baidu bibliotekQ
+
q
+
F E
F q
E
+
当 q 为负电荷时，F 与 E 反向。
2. 点电荷电场的电场线
3. 电场线的特点 (1) 电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷，电场 线不闭合、不相交。 (2) 电场强的地方电场线密集，电场弱的地方电场线 稀疏。
4. 匀强电场 在电场某一区域里，如果各点的电场强 度大小和方向都相同，这个区域的电场就叫做匀强电场。
E
匀强电场的电场线
四、电势能 如图所示，带正电的小球 q ，放入 正电荷Q 产生的电场中，q 从位置 B 移
U AB E d
U 或 E AB d
A d
B E
在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场强度方 向单位距离上的电势差。电场强度的方向指向电势降低的 方向。 注意：上式只对匀强电场适用。由上式可知，电场强 度的单位还可以用 V/m （ 伏每米 ）， 它与 N/C （ 牛每库 ） 的单位是相同的。
例1 如图所示，两平行金属板距离为2.0 cm，用电压 为30 V 的电池组使它们带电，求两板间匀强电场的大小和 方向。 解：两平行金属板 A、B 间的电势 差等于电池组的电压，根据匀强电场中 电势差和电场强度的关系，则两板间的 匀强电场的大小为
E
+ +
A B
U AB 30 V/m 1.5 10 3 V/m d 0.020
3. 电势的相对性
电势和电势能一样具有相对性。只有当零电势点选 定之后 , 各点的电势才有确定的值。在同一问题中，零 电势点和零电势能的选取必须一致。实用中常常选取大 地或仪器的公共地线的电势为零。
六、电势差 1. 定义 电场中两点之间电势的差值，叫做这两点的 电势差。用符号U 表示，电势差就是人们常说的电压。 如图所示， 设电场中A、B 两点的电势分别为VA 和 VB ，则 A、B 两点的电势差为
1.0 105 9.8 mg 8 C 4 . 9 10 C q 3 E 2.0 10
练 习 1. 关于电场线，下列说法正确的是 （ C ）。
A. 它是一条闭合曲线 B. 电场中存在着电场线 C. 电场线的疏密，可表示电场强度的大小 D. 电场线所指方向，就是电场强度的方向 2. 下列说法正确的是 ( A ) 。 A. 同一电荷在某点受到的电场力越大，该点的电场强 度就越大 B. 电场强度的方向总是跟电场力的方向一致 C. 正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向相反 D. 点电荷Q 形成的电场是匀强电场
检验电荷+q , +2q , +3q ，分别计算检验电荷所受的电场力 大小和F / q 的值。
检验电荷 的电荷量q q Q 电场力 F Qq r2 Qq 2k r2 Qq 3k r2 k k F/q Q r2 Q k r2 Q k r2
+
q r
F
A
2q
3q
结论：在电场中同一点，F / q 这一比值是不变的。比 值的大小反映了这一点电场的强弱。
U AB VA VB
2. 说明
A
B
E
（1）电场中某点电势的大小与零电势点的选取有关， 其值是相对的。而任意两点的电势差却与零电势点的选取 无关。
U AB U BA （2）两点间的电势差可以是正值或负值，
七、电势差跟电场强度的关系
如图所示，在某一匀强电场中有A、B 两点，设 A、B 间的距离为d ，电势差为UAB ，电场强度为E。则电势差与 电场强度的关系为
Q
+
4. 单位
F q
E
Q E
q
F
N/C （牛每库 ）
5. 说明 电场中任一点电场强度 E 的大小都是由电 场本身的性质来决定的，与该点有无检验电荷或者放入
的检验电荷q 的大小无关。
三、电场线 1. 电场线 为了形象地把各点电场强度的大小和方向 都表示出来，我们可以在电场中画出一系列假想的曲线， 使这些曲线上每一点的切线方向, 都和该点的电场强度方 向一致。这些曲线叫做电场线。
A 板带正电 ，B 板带负电，所以两平行金属板 A、 B 间电场强度的方向是由 A 板指向 B 板，即由高电势指向低 电势。
例2 如图所示, 两块平行金属板 A、B 相距30 mm，用 电压为 60 V 的直流电源使两板分别带电，问:（1）两板之 间匀强电场的电场强度为多大？方向如何？ （ 2 ） 如果在 两板间有一质量为1.0×10–5 kg的尘粒，正好悬浮在平行板 之间，则该尘粒所带的是何种电荷？电荷量是多少？ + +
7-1
静电场的性质及应用 电 场 电场强度 电场线 电势能 电 势 电势差 电势差与电场强度的关系
一、电场 1. 电场 电荷周围空间里存在的一种特殊形态的物质 称为电场。 2. 静电场 3. 电场力 存在于静止电荷周围的电场称为静电场。 电荷间的相互作用力称为电场力。
Q1
+
F1
F2
Q2
如图所示，在场电荷Q 形成的电场中A 点，分别放一