電場基本概念.doc

基本概念、公式及規(guī)律： 1.兩個規(guī)律： （1）庫侖定律:真空中兩個點(diǎn)電荷之間的相互作用力大小, 跟它們的電荷量的乘積成正比, 跟它們之間距離的二次方成反比, 方向在它們的連線上.(在判斷方向時還要結(jié)合“同種電荷相互推斥,異種電荷相互吸引”的規(guī)律.)（2）電荷守恒定律：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消失，只能由一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，且總量保持不變.2.兩個概念: （1）電場強(qiáng)度:電場強(qiáng)度是從力的角度來描述電場的性質(zhì);電場中某一確定的點(diǎn)的電場強(qiáng)度是一定的(包括大小、方向).（2）電 勢: 電勢是從能量的角度來描述電場的性質(zhì); 電場中某一確定點(diǎn)的電勢在零勢點(diǎn)確定之后是一定的;某一點(diǎn)的電勢跟零勢點(diǎn)的選取有關(guān), 而兩點(diǎn)間的電勢差卻跟零勢點(diǎn)的選取無關(guān). 3.公 式: (1)電場力: F = k F =qE(2)電場強(qiáng)度: E = E = k E = (3)電勢差： UAB = UAB = - U =Ed (4)電場力做功: W =qU W電= - EP W =Fscos (5)電勢能: EP =q (6)電容: C = C = 注意：以上各公式的選用條件。 重 要 規(guī) 律: 1.與電場強(qiáng)度相關(guān)的規(guī)律: （1）電場力的方向: 正電荷在電場中所受電場力的方向跟電場的方向相同,而負(fù)電荷所受電場力的方向跟電場方向相反. （2）電場線: 電場線是理想模型,實際并不存在,它可形象地用來描述電場的分布. 電場中任意兩條電場線不會相交. 電場線的疏密程度可定性的用來表示電場的強(qiáng)弱. 電場線起始于正電荷(或無窮遠(yuǎn)處),終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處) 沿著電場線的方向電勢越來越低;電場方向就是電勢降低最快的方向. 電場線不是電荷的運(yùn)動軌跡; 電場線與電荷運(yùn)動軌跡重合的條件是:電場線必須是直線；帶電粒子只受電場力的作用；帶電粒子初速度為零或者初速度的方向與電場線的方向在同一條直線上. 2.與電勢相關(guān)的規(guī)律: （1）電場力做功及電勢能: 電場力做功跟路徑無關(guān),只跟初末位置的電勢差有關(guān). 電場力做多少正功,電勢能就減少多少;電場力做多少負(fù)功,電勢能就增加多少.(即: W電= - EP) 正電荷在電勢高的地方電勢能大;負(fù)電荷在電勢高的地方電勢能反而小. 在只受電場力作用,且初速度為零的情況下: 正電荷總是向電勢低的方向運(yùn)動;而負(fù)電荷總是向電勢高的方向運(yùn)動.概言之,無論是正電荷,還是負(fù)電荷,都向著電勢能減小的方向運(yùn)動. 在只受電場力作用時,電荷動能與電勢能的總量保持不變.（但不能叫機(jī)械能守恒定律） 如果電場力對正電荷做正功,則說明電荷是向電勢降低的方向運(yùn)動的;如果電場力對負(fù)電荷做正功,則說明電荷是向電勢升高的方向運(yùn)動的.反之則相反。 （2）等勢面: 等勢面就是電場中電勢相等的點(diǎn)所組成的曲面.在等勢面上移動電荷時,電場力對該電荷不做功. 電場中任意兩個等勢面是不會相交的. 等勢面與電場線是垂直相交的. 在相鄰的兩等勢面的電勢差相等的前提下，等勢面的疏密程度也可定性地表示電場的強(qiáng)弱. 3.幾種常見電場: （1）勻強(qiáng)電場: 勻強(qiáng)電場是電場強(qiáng)度處處相等（包括方向）的電場. 勻強(qiáng)電場的電場線是相互平行且等間距的直線. 勻強(qiáng)電場的等勢面是相互平行的平面. （2）點(diǎn)電荷的電場: 孤立點(diǎn)電荷的電場線是以點(diǎn)電荷為中心的輻射狀的直線. 孤立點(diǎn)電荷的等勢面是以點(diǎn)電荷為球心的球面. 若選無窮遠(yuǎn)處為零勢點(diǎn),那么:孤立正電荷周圍的電勢均為正值,孤立負(fù)電荷周圍的電勢均為負(fù)值. （3）等量的兩個點(diǎn)電荷的電場: 連線: 同種電荷的連線相當(dāng)于兩條電場線,異種電荷的連線就是一條電場線. 同種電荷連線的中點(diǎn)是連線上場強(qiáng)最小且場強(qiáng)為零的點(diǎn)。關(guān)于中點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,方向相反；但電勢是相等的. 離中點(diǎn)越遠(yuǎn)場強(qiáng)越大，電勢越高或越低。 異種電荷的連線的中點(diǎn)處的場強(qiáng)是最小的(但不等于零),關(guān)于中點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,方向相同；但電勢不同.離中點(diǎn)越遠(yuǎn)場強(qiáng)越大。 連線的中垂線: 同種電荷的中垂線相當(dāng)于兩條電場線,異種電荷的中垂線就是一條等勢線. 沿同種電荷的中垂線并從中點(diǎn)向外,電勢越來越低（或高）,場強(qiáng)是先增大后減小. 沿異種電荷的中垂線并從中點(diǎn)向外,電勢是不變的,場強(qiáng)是越來越小的. 4.靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體: (1)導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,但表面上的場強(qiáng)不為零. (2)導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷全部分布在外表面. (3)導(dǎo)體是一個等勢體,表面是一個等勢面. (4)導(dǎo)體表面處的電場線與導(dǎo)體表面相垂直。 另：對處于平衡狀態(tài)下的孤立帶電導(dǎo)體除了上述規(guī)律之外，還有：離導(dǎo)體越遠(yuǎn)的地方的電場線越接近直線；導(dǎo)體表面附近處的等勢面與導(dǎo)體的表面相似,離導(dǎo)體越遠(yuǎn)的地方的等勢面越接近于球面. 5. 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)與平拋運(yùn)動的比較: 平 拋 運(yùn) 動 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn) 受力 重力：G = mg 電場力：F = qE = q =ma 方法 運(yùn) 動 的 分 解 X軸 水平方向（即與重力方向相垂直） 與初速度方向相同 取垂直于電場線的方向為X軸 與初速度方向相同 Y軸 豎直方向，即與初速度方向垂直 電場線方向，與初速度方向垂直 運(yùn)動 情況 X軸方向為勻速直線運(yùn)動 Y軸上為自由落體運(yùn)動 X軸方向為勻速直線運(yùn)動 Y軸為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動 速度 vx = v0; vy = gt 合速度大?。簐 = 合速度方向：tg = vx = v0; vy = at 合速度大?。簐 = 合速度方向：tg = 位移 x