电场的基本性质.ppt

* 2004年名师课堂辅导讲座—高中部分 刘颖 高级教师 一、电荷 1、自然界中存在正负两种电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷 2、使物体带电的方式 摩擦起电（绝缘体） 感应起电 接触带电 射线照射或光电效应 （导体） 3、电荷守恒定律： 带电的实质是得失电子。任何物体的带电量都是元电荷e=1.6×10-19C的整数倍。 电荷既不能创造，也不能消灭，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。 4、比荷： 5、点电荷间的相互作用力F= K=9.0×109Nm2/c2，叫做静电力恒量。 二、描述电场的性质的物理量——电场强度和电势 1、电场：电荷周围存在的一种特殊物质，它会对放入其中的电荷产生力的作用，并使其具有能量，电荷间的相互作用是通过电场来实现的。 2、电场强度： （1）定义E= （2）物理意义：描述电场的力的性质强弱及方向的物理量。 （3）方向：与正试探电荷受力方向一致。 （4）单位N/c或V/m。 注意：E= 是定义式而不是决定式，空间一点的场强是由场源电荷和空间位置决定的，与试探电荷无关，在点电荷场中E= ，在匀强电场中E= 空间某点的场强等于形成该电场的所有电荷在该点产生场强的矢量和。 E1 E2 E Q1 Q2 + - 3、电势 （1）定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到电势零点处电场力所做的功，用符号φ表示。 （2）物理意义：描述电场的能的性质强弱的物理量。 （3）是标量，比较代数值，具有相对性。空间某点的电势等于各场源电荷分别产生电势的代数和。 （4）单位：V伏特。 4、电势差 UAB=φA-φB，电势差即我们通常所说的电压。 5、电势能 由于电荷间有相互作用而产生的由相对位置所决定的势能，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功电势能增加。 Ep=qφ WAB=qUAB=q(φA-φB)=EpA-EpB=△Ep 6、场强与电势的关系 （1）场强为零的地方，电势不一定为0。 （2）电势为零的地方，场强不一定为0。 （3）场强为零的区域内，电势处处相等。 （4）匀强电场中U=Ed。（d为沿场强方向的距离） 三、描述电场的图形——电场线与等势面 1、电场线特点 （1）从正电荷出发到负电荷终止的假想曲线，不闭合，也不能在无电荷处中断。 （2）电场线的切线方向代表场强方向。 （3）电场线的疏密表示场的强弱。 （4）电场线与等势面垂直并总是由高等势面指向低等势面，沿电场线电势降低最快。 （5）电场线不相交也不相切。 注意：沿电场线电势总是降低的，正电荷的电势能沿电场线降低，而负电荷的电势能沿电场线升高。电场线不是电荷的运动轨迹，在只受电场力时，只有电场线是直线且电荷初速度与电场线平行时，电荷才会沿电场线运动。 2、等势面的特点 （1）等势面上电势处处相等，沿等势面移动电荷，电场力不做功。 （2）等势面不相交也不相切。 （3）等差等势面的疏密表示场的强弱。 3、几种特殊场的电场线和等势面分布 （1）点电荷场 （2）匀强电场 + （4）等量异种点电荷场 中点：E≠0，φ=0 （3）等量同种点电荷场 中点：E=0，φ≠0 四、电场问题计算中的符号法则 1、矢量运算：不必带入正负，根据正电荷F与E同向，负电荷F与E相反判断电场力方向即可。 2、标量运算：W，U，φ，Ep，q均有正负号，要代入算式，遵从计算结果。 五、练习 例1：如图所示，A、B是带等量同种电荷的两小球，它们质量都是m，它们的绝缘轻悬线长都是l，县线上端都固定在同一点O上，B球悬线竖直且被固定，A球因受库仑斥力而偏离B球x距离而平衡静止，此时A的悬线拉力为T，现保持其它条件不变，用改变A球质量的方法，使A球在距B为 处静止平衡，则A球悬线的拉力为多大？ 解：此题考察库仑定律和力的平衡问题，用相似三角形法解题，由三角形相似 偏离最低点x时， 偏离 时， 由库仑定律知F′=4F 解得m′=8m=8T