電場的基本性質（課堂PPT）

1、2 一、電荷一、電荷1、自然界中存在正負兩種電荷、自然界中存在正負兩種電荷用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電荷用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電荷2、使物體帶電的方式、使物體帶電的方式摩擦起電（絕緣體）摩擦起電（絕緣體）感應起電感應起電接觸帶電接觸帶電射線照射或光電效應射線照射或光電效應（導體）（導體）3 3、電荷守恒定律：、電荷守恒定律：帶電的實質是得失電子。任何物體的帶電帶電的實質是得失電子。任何物體的帶電量都是元電荷量都是元電荷e=1.610-19C的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個物

2、體轉移到另一個物體，或從物體的一個物體轉移到另一個物體，或從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移的過程中，部分轉移到另一部分，在轉移的過程中，電荷的總量不變。電荷的總量不變。4、比荷：、比荷：5、點電荷間的相互作用力、點電荷間的相互作用力F=K=9.0109Nm2/c2，叫做靜電力恒量。，叫做靜電力恒量。mq221rQQk4二、描述電場的性質的物理量二、描述電場的性質的物理量電場電場強度和電勢強度和電勢1、電場：電荷周圍存在的一種特殊物質，、電場：電荷周圍存在的一種特殊物質，它會對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用，它會對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用，并使其具有能量，電荷間的相互作用是并使其具有能量，電荷

3、間的相互作用是通過電場來實現(xiàn)的。通過電場來實現(xiàn)的。2、電場強度：、電場強度：（1）定義）定義E=qF5（2）物理意義：描述電場的力的性質強）物理意義：描述電場的力的性質強弱及方向的物理量。弱及方向的物理量。（3）方向：與正試探電荷受力方向一致。）方向：與正試探電荷受力方向一致。（4）單位）單位N/c或或V/m。注意：注意：E= 是定義式而不是決定式，空是定義式而不是決定式，空間一點的場強是由場源電荷和空間位置決間一點的場強是由場源電荷和空間位置決定的，與試探電荷無關，在點電荷場中定的，與試探電荷無關，在點電荷場中E= ，在勻強電場中，在勻強電場中E=qF2rkQdU6空間某點的場強等于空間某點

4、的場強等于形成該電場的所有電形成該電場的所有電荷在該點產(chǎn)生場強的荷在該點產(chǎn)生場強的矢量和。矢量和。E1E2EQ1Q2+-7 3、電勢、電勢（1）定義：電場中某點的電勢，等于單位）定義：電場中某點的電勢，等于單位正電荷由該點移動到電勢零點處電場力所正電荷由該點移動到電勢零點處電場力所做的功，用符號做的功，用符號表示。表示。（2）物理意義：描述電場的能的性質強弱）物理意義：描述電場的能的性質強弱的物理量。的物理量。（3）是標量，比較代數(shù)值，具有相對性。）是標量，比較代數(shù)值，具有相對性?？臻g某點的電勢等于各場源電荷分別產(chǎn)生空間某點的電勢等于各場源電荷分別產(chǎn)生電勢的代數(shù)和。電勢的代數(shù)和。（4）單位：）

5、單位：V伏特。伏特。8 4、電勢差、電勢差UAB=A-B，電勢差即我們通常所說的電，電勢差即我們通常所說的電壓。壓。5、電勢能、電勢能由于電荷間有相互作用而產(chǎn)生的由相對位由于電荷間有相互作用而產(chǎn)生的由相對位置所決定的勢能，電場力做正功，電勢能置所決定的勢能，電場力做正功，電勢能減小，電場力做負功電勢能增加。減小，電場力做負功電勢能增加。Ep=qWAB=qUAB=q(A-B)=EpA-EpB=Ep96、場強與電勢的關系、場強與電勢的關系（1）場強為零的地方，電勢不一定為）場強為零的地方，電勢不一定為0。（2）電勢為零的地方，場強不一定為）電勢為零的地方，場強不一定為0。（3）場強為零的區(qū)域內，電

6、勢處處相等。）場強為零的區(qū)域內，電勢處處相等。（4）勻強電場中）勻強電場中U=Ed。（。（d為沿場強方為沿場強方向的距離）向的距離）10三、描述電場的圖形三、描述電場的圖形電場線與等勢面電場線與等勢面1、電場線特點、電場線特點（1）從正電荷出發(fā)到負電荷終止的假想曲）從正電荷出發(fā)到負電荷終止的假想曲線，不閉合，也不能在無電荷處中斷。線，不閉合，也不能在無電荷處中斷。（2）電場線的切線方向代表場強方向。）電場線的切線方向代表場強方向。（3）電場線的疏密表示場的強弱。）電場線的疏密表示場的強弱。（4）電場線與等勢面垂直并總是由高等勢）電場線與等勢面垂直并總是由高等勢面指向低等勢面，沿電場線電勢降低最

7、快。面指向低等勢面，沿電場線電勢降低最快。11（5）電場線不相交也不相切。）電場線不相交也不相切。注意：沿電場線電勢總是降低的，正電注意：沿電場線電勢總是降低的，正電荷的電勢能沿電場線降低，而負電荷的荷的電勢能沿電場線降低，而負電荷的電勢能沿電場線升高。電場線不是電荷電勢能沿電場線升高。電場線不是電荷的運動軌跡，在只受電場力時，只有電的運動軌跡，在只受電場力時，只有電場線是直線且電荷初速度與電場線平行場線是直線且電荷初速度與電場線平行時，電荷才會沿電場線運動。時，電荷才會沿電場線運動。122、等勢面的特點、等勢面的特點（1）等勢面上電勢處處相等，沿等勢面）等勢面上電勢處處相等，沿等勢面移動電荷

8、，電場力不做功。移動電荷，電場力不做功。（2）等勢面不相交也不相切。）等勢面不相交也不相切。（3）等差等勢面的疏密表示場的強弱。）等差等勢面的疏密表示場的強弱。3、幾種特殊場的電場線和等勢面分布、幾種特殊場的電場線和等勢面分布13（1）點電荷場）點電荷場 （2）勻強電場）勻強電場+14（4）等量異種點電荷場）等量異種點電荷場中點：中點：E0，=0（3）等量同種點電荷場）等量同種點電荷場中點：中點：E=0，015四、電場問題計算中的符號法則四、電場問題計算中的符號法則1、矢量運算：不必帶入正負，根據(jù)正電荷、矢量運算：不必帶入正負，根據(jù)正電荷F與與E同向，負電荷同向，負電荷F與與E相反判斷電場力方

9、相反判斷電場力方向即可。向即可。2、標量運算：、標量運算：W，U，Ep，q均有正均有正負號，要代入算式，遵從計算結果。負號，要代入算式，遵從計算結果。16 五、練習五、練習例例1：如圖所示，：如圖所示，A、B是帶等量同是帶等量同種電荷的兩小球，它們質量都是種電荷的兩小球，它們質量都是m，它們的絕緣輕懸線長都是它們的絕緣輕懸線長都是l，縣線，縣線上端都固定在同一點上端都固定在同一點O上，上，B球懸球懸線豎直且被固定，線豎直且被固定，A球因受庫侖斥球因受庫侖斥力而偏離力而偏離B球球x距離而平衡靜止，距離而平衡靜止，此時此時A的懸線拉力為的懸線拉力為T，現(xiàn)保持其，現(xiàn)保持其它條件不變，用改變它條件不變

10、，用改變A球質量的方球質量的方法，使法，使A球在距球在距B為為 處靜止平衡，處靜止平衡，則則A球懸線的拉力為多大？球懸線的拉力為多大？2x17 解：此題考察庫侖定律和力的平衡問解：此題考察庫侖定律和力的平衡問題，用相似三角形法解題，由三角形相似題，用相似三角形法解題，由三角形相似偏離最低點偏離最低點x時，時，偏離偏離 時，時，由庫侖定律知由庫侖定律知F=4F解得解得m=8m=8T2xxFlTlmg2xFlTlgm18 例例2：下列關于帶電粒子在電場中的運：下列關于帶電粒子在電場中的運動軌跡與電場線的關系說法中正確的是（動軌跡與電場線的關系說法中正確的是（ ）A 帶電粒子在電場中運動，如只受電場

11、力作帶電粒子在電場中運動，如只受電場力作用，其加速度方向一定與電場線方向相同用，其加速度方向一定與電場線方向相同B 帶電粒子在電場中的運動軌跡一定與電場帶電粒子在電場中的運動軌跡一定與電場線重合線重合C 帶電粒子只受電場力作用，由靜止開始運帶電粒子只受電場力作用，由靜止開始運動，其運動軌跡一定與電場線重合動，其運動軌跡一定與電場線重合D 帶電粒子在電場中運動軌跡可能與電場線帶電粒子在電場中運動軌跡可能與電場線重合重合D19例例3：下列說法錯誤的是（：下列說法錯誤的是（ ）A 物體所帶的電量可以為任意實數(shù)物體所帶的電量可以為任意實數(shù)B 物體帶正電荷物體帶正電荷1.610-9C，是因為失去，是因為

12、失去了了1010個電子個電子C 體積很小的帶電體不一定是點電荷體積很小的帶電體不一定是點電荷D 相互作用的兩個點電荷中帶電量大的受相互作用的兩個點電荷中帶電量大的受庫侖力與帶電量小的一樣大庫侖力與帶電量小的一樣大A20例例4：一個電量為：一個電量為q的正點電荷，在電場中的正點電荷，在電場中從從a點移到點移到b點，電場力對該點電荷做功點，電場力對該點電荷做功W，那么那么a、b兩點之間的電勢差等于（兩點之間的電勢差等于（ ）A W/q B q/W C W D qWA21 例例5：如圖所示，：如圖所示，P、Q是兩個電量相等是兩個電量相等的正點電荷，他們連線的中點是的正點電荷，他們連線的中點是O、M、N是是中垂線上的兩點，中垂線上的兩點，OMON，EM、EN、M、N分別表示分別表示M、N兩點的場強和電勢（兩點的場強和電勢（ ）A EM一定大于一定大于EN，M一定大于一定大于NB EM不一定大于不一定大于EN，M一定