电场的描述,-高二物理拓展课2008,电场,真空中的库仑定律：,F=kQ1Q2/r2,电场 力的性质,基本性质：,电场对放入其中的电荷 有力的作用,电 场 强 度,定义式：,E=F/q,点电荷电场：,E=kQ/r2,匀强电场：,E=U/d,电场叠加,形象描绘：电场线电场线特点,电场 能的性质,基本性质：,电势、电势差,电容器,定义式：,匀强电场：,U=WAB/q,U=Ed,对放入其中的电荷 有力的作用,如何区别基本电荷、点电荷、检验电荷这三类电荷？哪些类电荷属理想模型？,基本电荷是指所带的电量e=1.601019C的电荷。 点电荷是指不考虑形状和大小的带电体。 检验电荷是指电量很小的点电荷，当它放入电场后不会影响该电场的性质。 点电荷和检验电荷属理想模型。,借助于检验电荷，从力和能两个角度研究电场，得出了那些结果？,对电场研究得到了表征电场性质的两个物理量：电场强度和电势;。 对处在电场中的电荷研究得到了描述电荷性质的两个物理量：电场力和电势能。,一、从力的角度研究电场，发现电场强度是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。E是矢量。要区别公式:,E=kQr2（点电荷电场）； 匀强电场：E=U/d,1、E=F/q（定义式）,注意：E与q无关，不能认为E与_， E= F_（对比R=，C=）,2、电场的两种特例：,注意：E的矢量性，求合场强时用平行四边形法则， Q只代表绝对值。,二、 从能的角度研究电场，发现电势也是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。是标量。 通常规定：无限远处的电势为零。电势的正负和大小是相对的，电势差的值是绝对的。例：在+Q（Q）的电场中，0（0）。,电场强度与电势的区别,电场强度E 电势 U,1 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质,2 定义,电场中某点的场强等于放 在该点的正电荷所受的电 场力F跟正电荷电量q的比 值。E=F/q.E在数值上等于 单位正电荷所受的电场力,电场中某点电势等于该点 跟选定的标准位置（零电 势）间的电势差，U=W/q U在数值上等于单位正电 荷所具有的电势能,3,矢量,标量,4,单位：N/c, V/m,V（1V=1J/C),5,联系：在匀强电场中UAB=Ed 电势沿电场强度的方向降落,三.电势能是电荷和电场所组成的系统共有的。 规定：无限远处的电势能为零。,方法一: 根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）； 方法二: 将q、U带符号代入=qU计算，若0，则电势能增加。,如何比较电荷电势能的大小呢？,如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢？,判断电场强度大小的几种方法： 方法一: 由定义式E=Fq决定； 方法二: 在点电荷电场中，E=kQr2； 方法三: 电力线密（疏）处强大（小）; 方法四: 在匀强电场中，场强处处相等； 。,判断电场强度方向的几种方法： 方法一:根据规定，正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向； 方法二:电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向； 方法三:电场线降低最快的方向就是场强的方向。,例题1如图1所示，A、B两点分别固定正、负电荷QA和Q，且QAQ，把电荷q引入，则下列判断正确的是: QA Q ( 图一 ),走“近”高考,例2：如图所示，三个完全相同的的金属小球 a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，a所带电量的大小比b小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是 A. F1 B. F2 C. F3 D. F4,不要忘了QaQb,如何比较电场中任两点电势的高低呢？,方法一: 根据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越来越低； 方法二: 根据电势的定义式= W/q，从电势的物理意义上分析判断;如：将+q从无穷远处移至+Q电场中的某点，外力克服电场力做功越多，则该点的电势越高； 方法三: 根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快的方向.,方法四: 根据电势差判断，若UAB0，则AB 方法五: 将q、W带符号代入=W/q计算，若0，则电势变高。,题3是非题（并简要说明理由。） （A）在电场中，电场强度越大的地方电势越高。 （B）若某区域内各点的电场强度均相等，则此区域内各点的电势一定相等。 （C）原静止的点电荷在只受电场力时，一定从电势高处向电势低处运动。 （D）两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、电势不为零。,例题4将一个正电荷从无穷远处移入电场中M点，电场力做功为8.0109焦。若将另一个等量的负电荷从无穷远处移入电场中N点，电场力做功为9109焦，则正确的结果是： （A）UMUNU0 （B）UNUMU0 （C）UNUMU0 （D）UMUNU0,方法一: 根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）； 方法二: 将q、U带符号代入=qU计算，若0，则电势能增加。,如何比较电荷电势能的大小呢？,题5是非题（并简要说明理由。） （A）电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。 （B）检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。 （C）把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。,（D）若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。 （E）将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点，外力所做的功等于该电荷电势能的变化量。 （F）电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小。,如图所示A、B是正点电荷形成的电场中的一条电场线 上的两点，以下说法正确的是（ ） A .A点场强大于B点的场强 B 负电荷在 B点受到的电场力比在A点的大 C 正电荷从B点到A点的电势能一定增加 D 负电荷从A点到B点的电势能一定减少,A,B,电子的电量为e，质量为m，以速度V从A点沿电场线方 向射进场强为E的匀强电场中，如图所示，若它到达B时 速度为零，则A、B两点的电势差 。 E B A,AC,U=mV2/2e,例题6：在上图所示，为一点电荷Q形成的电场中一个带正电的粒子通过时的运动轨迹，虚线表示电场的两个等势面，则下面结论正确的是： (A)等势面电势UAUB，粒子动能EKAEKB (C)等势面电势UAUB，粒子动能EKAEKB,把你的解题思路 展示给大家,答案是D,四、本单元重要的科学研究方法:,（1）用比值定义物理量,（2）类比,（3）运用形象思维,（4）寻求守恒规律,（5）实验检测,本单元中用比值定义的物理量有： 电场强度E=F/q 电势差UAB=WAB/q,以往学习过的有： 物质的密度=m/V、比热容 C=Q/mT、导体的电阻R=U/I等。,电场与重力场 电场强度（E=F/q）与重力场强度（即重力加速度g=G/m） 电场力做功与重力做功的特点（与路径无关） 电势能与重力势能,用假想的电场线描述电场的性质（电场强弱、电势高低）,本单元新增了电荷守恒定律。 由电势能的参与而丰富了能量转化和守恒定律的内涵。,用验电器检测物体上是否带电、带何种电、带多少电。 用静电计检测导体间电势差。,五、电容器：,1、电容的概念：,定义：_ 定义式：_,物理意义：表示电容器的特性容纳电荷的能力。,单位：1法拉（F）=_微法拉（ F）=_皮法拉（PF）,2、平板电容器：_（决定式）,注意：C与Q无关。,