電場(chǎng)基本概念.doc

基本概念、公式及規(guī)律： 1.兩個(gè)規(guī)律： （1）庫(kù)侖定律:真空中兩個(gè)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(shí)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(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消失，只能由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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(gè)概念: （1）電場(chǎng)強(qiáng)度:電場(chǎng)強(qiáng)度是從力的角度來(lái)描述電場(chǎng)的性質(zhì);電場(chǎng)中某一確定的點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是一定的(包括大小、方向).（2）電 勢(shì): 電勢(shì)是從能量的角度來(lái)描述電場(chǎng)的性質(zhì); 電場(chǎng)中某一確定點(diǎn)的電勢(shì)在零勢(shì)點(diǎn)確定之后是一定的;某一點(diǎn)的電勢(shì)跟零勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān), 而兩點(diǎn)間的電勢(shì)差卻跟零勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān). 3.公 式: (1)電場(chǎng)力: F = k F =qE(2)電場(chǎng)強(qiáng)度: E = E = k E = (3)電勢(shì)差： UAB = UAB = - U =Ed (4)電場(chǎng)力做功: W =qU W電= - EP W =Fscos (5)電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)的規(guī)律: （1）電場(chǎng)力的方向: 正電荷在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的方向跟電場(chǎng)的方向相同,而負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向跟電場(chǎng)方向相反. （2）電場(chǎng)線: 電場(chǎng)線是理想模型,實(shí)際并不存在,它可形象地用來(lái)描述電場(chǎng)的分布. 電場(chǎng)中任意兩條電場(chǎng)線不會(huì)相交. 電場(chǎng)線的疏密程度可定性的用來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱. 電場(chǎng)線起始于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處),終止于負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處) 沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來(lái)越低;電場(chǎng)方向就是電勢(shì)降低最快的方向. 電場(chǎng)線不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡; 電場(chǎng)線與電荷運(yùn)動(dòng)軌跡重合的條件是:電場(chǎng)線必須是直線；帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用；帶電粒子初速度為零或者初速度的方向與電場(chǎng)線的方向在同一條直線上. 2.與電勢(shì)相關(guān)的規(guī)律: （1）電場(chǎng)力做功及電勢(shì)能: 電場(chǎng)力做功跟路徑無(wú)關(guān),只跟初末位置的電勢(shì)差有關(guān). 電場(chǎng)力做多少正功,電勢(shì)能就減少多少;電場(chǎng)力做多少負(fù)功,電勢(shì)能就增加多少.(即: W電= - EP) 正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大;負(fù)電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能反而小. 在只受電場(chǎng)力作用,且初速度為零的情況下: 正電荷總是向電勢(shì)低的方向運(yùn)動(dòng);而負(fù)電荷總是向電勢(shì)高的方向運(yùn)動(dòng).概言之,無(wú)論是正電荷,還是負(fù)電荷,都向著電勢(shì)能減小的方向運(yùn)動(dòng). 在只受電場(chǎng)力作用時(shí),電荷動(dòng)能與電勢(shì)能的總量保持不變.（但不能叫機(jī)械能守恒定律） 如果電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功,則說(shuō)明電荷是向電勢(shì)降低的方向運(yùn)動(dòng)的;如果電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功,則說(shuō)明電荷是向電勢(shì)升高的方向運(yùn)動(dòng)的.反之則相反。 （2）等勢(shì)面: 等勢(shì)面就是電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)所組成的曲面.在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力對(duì)該電荷不做功. 電場(chǎng)中任意兩個(gè)等勢(shì)面是不會(huì)相交的. 等勢(shì)面與電場(chǎng)線是垂直相交的. 在相鄰的兩等勢(shì)面的電勢(shì)差相等的前提下，等勢(shì)面的疏密程度也可定性地表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱. 3.幾種常見(jiàn)電場(chǎng): （1）勻強(qiáng)電場(chǎng): 勻強(qiáng)電場(chǎng)是電場(chǎng)強(qiáng)度處處相等（包括方向）的電場(chǎng). 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是相互平行且等間距的直線. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是相互平行的平面. （2）點(diǎn)電荷的電場(chǎng): 孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng)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(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的球面. 若選無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)點(diǎn),那么:孤立正電荷周?chē)碾妱?shì)均為正值,孤立負(fù)電荷周?chē)碾妱?shì)均為負(fù)值. （3）等量的兩個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng): 連線: 同種電荷的連線相當(dāng)于兩條電場(chǎng)線,異種電荷的連線就是一條電場(chǎng)線. 同種電荷連線的中點(diǎn)是連線上場(chǎng)強(qiáng)最小且場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)。關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反；但電勢(shì)是相等的. 離中點(diǎn)越遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大，電勢(shì)越高或越低。 異種電荷的連線的中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)是最小的(但不等于零),關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相同；但電勢(shì)不同.離中點(diǎn)越遠(yuǎn)場(chǎng)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(chǎng)線,異種電荷的中垂線就是一條等勢(shì)線. 沿同種電荷的中垂線并從中點(diǎn)向外,電勢(shì)越來(lái)越低（或高）,場(chǎng)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(shì)是不變的,場(chǎng)強(qiáng)是越來(lái)越小的. 4.靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體: (1)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,但表面上的場(chǎng)強(qiáng)不為零. (2)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈電荷,凈電荷全部分布在外表面. (3)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,表面是一個(gè)等勢(shì)面. (4)導(dǎo)體表面處的電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面相垂直。 另：對(duì)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(chǎng)線越接近直線；導(dǎo)體表面附近處的等勢(shì)面與導(dǎo)體的表面相似,離導(dǎo)體越遠(yuǎn)的地方的等勢(shì)面越接近于球面. 5. 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)與平拋運(yùn)動(dòng)的比較: 平 拋 運(yùn) 動(dòng) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 受力 重力：G = mg 電場(chǎng)力：F = qE = q =ma 方法 運(yùn) 動(dòng) 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(chǎng)線的方向?yàn)閄軸 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(chǎng)線方向，與初速度方向垂直 運(yùn)動(dòng) 情況 X軸方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng) Y軸上為自由落體運(yùn)動(dòng) X軸方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng) Y軸為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 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