《高中物理課件：電場(chǎng)與電勢(shì)》課件

高中物理課件：電場(chǎng)與電勢(shì)歡迎來(lái)到高中物理電場(chǎng)與電勢(shì)的學(xué)習(xí)課程。本次課程將全面介紹電場(chǎng)的概念、電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系，以及它們?cè)谖锢硎澜缰械闹匾獞?yīng)用。我們將通過(guò)圖像、公式和實(shí)例來(lái)幫助你理解這些抽象但又至關(guān)重要的物理概念。電場(chǎng)理論不僅是高中物理學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容，也是理解現(xiàn)代科技的基礎(chǔ)。從手機(jī)充電到醫(yī)療設(shè)備，從家用電器到尖端科技，電場(chǎng)原理無(wú)處不在。讓我們一起開始這段探索電磁世界的奇妙旅程。課程目標(biāo)理解基礎(chǔ)概念深入理解電場(chǎng)、電勢(shì)等基本概念，掌握它們的物理意義和數(shù)學(xué)表達(dá)應(yīng)用核心公式熟練掌握電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能計(jì)算公式，能夠解決相關(guān)計(jì)算問(wèn)題聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用了解電場(chǎng)理論在日常生活和現(xiàn)代科技中的廣泛應(yīng)用建立物理思維培養(yǎng)物理思維方式，提升分析解決問(wèn)題的能力導(dǎo)學(xué)提問(wèn)什么是電場(chǎng)？電場(chǎng)是如何被定義的？它與我們熟知的其他物理場(chǎng)有什么異同？電場(chǎng)與電荷的關(guān)系電場(chǎng)是由什么產(chǎn)生的？電荷如何影響電場(chǎng)的分布和強(qiáng)度？電場(chǎng)的可視化我們?nèi)绾卧诓荒苤苯佑^察的情況下描述和表示電場(chǎng)？帶著這些問(wèn)題，我們將開始探索電場(chǎng)的奧秘。思考這些問(wèn)題有助于我們更深入地理解后續(xù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，建立起完整的電場(chǎng)概念體系。第一節(jié)：電場(chǎng)的基本概念靜電場(chǎng)的定義靜電場(chǎng)是由靜止電荷在其周圍空間產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)狀態(tài)，是電荷間相互作用的媒介場(chǎng)源電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷，決定了電場(chǎng)的分布特性和強(qiáng)度大小試探電荷用于探測(cè)電場(chǎng)存在的微小正電荷，通過(guò)其所受力來(lái)確定電場(chǎng)特性電場(chǎng)的作用電場(chǎng)對(duì)置于其中的電荷施加力，這種力的大小和方向與電場(chǎng)強(qiáng)度和電荷量有關(guān)電荷及庫(kù)侖定律回顧電荷的基本性質(zhì)電荷是物質(zhì)的基本屬性之一，分為正電荷和負(fù)電荷兩種類型。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電荷的國(guó)際單位是庫(kù)侖（C），電子的電荷量為-1.6×10-19C。庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律描述了兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力，其公式為：F=k·q1q2/r2其中k為靜電力常量，約等于9×109N·m2/C2。r為兩點(diǎn)電荷之間的距離。電場(chǎng)的定義與電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)的定義電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)，是傳遞電相互作用的媒介。任何帶電物體周圍都存在電場(chǎng)，它使得其他電荷在此區(qū)域感受到力的作用。電場(chǎng)強(qiáng)度的概念電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，定義為單位正電荷在該點(diǎn)所受到的電場(chǎng)力。它是一個(gè)矢量，既有大小又有方向。電場(chǎng)強(qiáng)度公式電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式為：E=F/q，其中F為電場(chǎng)力，q為試探電荷的電量。對(duì)于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為：E=kq/r2。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向性正電荷電場(chǎng)正電荷周圍的電場(chǎng)線方向是向外發(fā)散的，表示正電荷對(duì)周圍空間中正試探電荷的排斥作用負(fù)電荷電場(chǎng)負(fù)電荷周圍的電場(chǎng)線方向是向內(nèi)聚集的，表示負(fù)電荷對(duì)周圍空間中正試探電荷的吸引作用矢量特性電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量量，在空間的每一點(diǎn)都有特定的大小和方向，可以使用矢量加法進(jìn)行合成電場(chǎng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為正試探電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向。這種規(guī)定使我們能夠統(tǒng)一描述不同情況下的電場(chǎng)，并方便地進(jìn)行電場(chǎng)疊加計(jì)算。電場(chǎng)線的表示1電場(chǎng)線定義電場(chǎng)線是描述電場(chǎng)分布的想象曲線，其切線方向在每一點(diǎn)都與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致2繪制規(guī)則電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷，或延伸至無(wú)窮遠(yuǎn)處；電場(chǎng)線的密度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小3不相交特性電場(chǎng)線之間不會(huì)相交，因?yàn)槊恳稽c(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度只能有一個(gè)確定的方向4定量關(guān)系穿過(guò)單位面積的電場(chǎng)線條數(shù)與該處電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，可用于定量分析電場(chǎng)強(qiáng)弱電場(chǎng)中常見(jiàn)圖示點(diǎn)電荷電場(chǎng)單個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生徑向電場(chǎng)，電場(chǎng)線呈放射狀均勻分布。電場(chǎng)強(qiáng)度隨距離平方反比減小，是最基本的電場(chǎng)分布形式。線電荷電場(chǎng)無(wú)限長(zhǎng)帶電直線周圍的電場(chǎng)線與直線垂直，呈放射狀分布。電場(chǎng)強(qiáng)度與距離成反比，而非平方反比關(guān)系。平行電場(chǎng)兩個(gè)平行帶電平板之間形成均勻電場(chǎng)，電場(chǎng)線平行等距分布。這種電場(chǎng)強(qiáng)度在空間中大小和方向都相同，是重要的理想模型。例題講解：電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題描述有兩個(gè)點(diǎn)電荷q?=+3.0×10??C和q?=-2.0×10??C，相距10cm。求它們連線上中點(diǎn)P處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。分析方法要計(jì)算合成電場(chǎng)強(qiáng)度，首先分別計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，然后進(jìn)行矢量疊加。由于P點(diǎn)在連線中點(diǎn)，到兩個(gè)電荷的距離均為5cm。具體計(jì)算E?=kq?/r?2=9×10?×3×10??/(0.05)2=1.08×10?N/C，方向從q?指向P點(diǎn)E?=kq?/r?2=9×10?×2×10??/(0.05)2=7.2×10?N/C，方向從P點(diǎn)指向q?結(jié)果由于兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，合成電場(chǎng)強(qiáng)度E=E?+E?=1.08×10?+7.2×10?=1.8×10?N/C，方向從q?指向q?電場(chǎng)力的性質(zhì)與特點(diǎn)定義電場(chǎng)力是電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷所施加的力，是電場(chǎng)存在的直接體現(xiàn)計(jì)算公式F=qE，其中q為電荷量，E為電場(chǎng)強(qiáng)度向量力的方向正電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向一致，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相反比例關(guān)系電場(chǎng)力與電荷量成正比，與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比比較：萬(wàn)有引力與電場(chǎng)力特性萬(wàn)有引力電場(chǎng)力公式形式F=G·m?m?/r2F=k·q?q?/r2作用對(duì)象有質(zhì)量的物體帶電物體力的性質(zhì)始終是引力既可以是引力也可以是斥力常量大小G≈6.67×10?11N·m2/kg2k≈9×10?N·m2/C2力的強(qiáng)度相對(duì)較弱比萬(wàn)有引力強(qiáng)很多個(gè)量級(jí)電場(chǎng)力和萬(wàn)有引力雖然在數(shù)學(xué)形式上相似，但在物理本質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用上有很大區(qū)別。電場(chǎng)力遠(yuǎn)強(qiáng)于萬(wàn)有引力，這也是為什么在微觀世界中，電磁作用比引力作用更為重要。勻強(qiáng)電場(chǎng)的定義和特點(diǎn)強(qiáng)度恒定電場(chǎng)中任何位置的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同方向一致電場(chǎng)中任何位置的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同電場(chǎng)線特點(diǎn)平行等距分布的直線實(shí)際產(chǎn)生方式帶電平行板間可近似形成勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)是物理學(xué)中一種理想模型，雖然在實(shí)際中難以完全實(shí)現(xiàn)，但在很多情況下可以作為有效近似。平行板電容器的內(nèi)部區(qū)域（遠(yuǎn)離邊緣處）就能近似產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)，這也是許多電子設(shè)備和實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)原理。勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)力計(jì)算平行板電容器兩塊平行金屬板帶等量異號(hào)電荷形成勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算E=σ/ε?，其中σ為表面電荷密度，ε?為真空介電常數(shù)電場(chǎng)力方向正電荷受力方向與電場(chǎng)方向一致，負(fù)電荷相反電場(chǎng)力大小F=|q|E，與電荷量和電場(chǎng)強(qiáng)度成正比例題：勻強(qiáng)電場(chǎng)中的帶電粒子問(wèn)題：一個(gè)電子（電荷量e=-1.6×10?1?C，質(zhì)量m=9.1×10?31kg）以初速度v?=10?m/s垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)（E=5×103N/C），求電子的加速度和運(yùn)動(dòng)軌跡。解答：電子受到的電場(chǎng)力F=eE=1.6×10?1?×5×103=8×10?1?N，方向與電場(chǎng)方向相反。根據(jù)牛頓第二定律，加速度a=F/m=8×10?1?/9.1×10?31=8.8×101?m/s2。由于初速度垂直于電場(chǎng)，電子將做類似于拋體運(yùn)動(dòng)的平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡是一條拋物線。第二節(jié)：電勢(shì)與電勢(shì)能的概念2相關(guān)概念電勢(shì)與電勢(shì)能是描述電場(chǎng)中能量的兩個(gè)關(guān)鍵物理量1學(xué)習(xí)重點(diǎn)掌握電勢(shì)的定義、計(jì)算方法及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系3應(yīng)用領(lǐng)域電子學(xué)、能量轉(zhuǎn)換和帶電粒子運(yùn)動(dòng)分析等方面電勢(shì)和電勢(shì)能概念幫助我們從能量角度理解電場(chǎng)現(xiàn)象，與電場(chǎng)強(qiáng)度相比，它們提供了分析問(wèn)題的另一種視角。通過(guò)能量守恒原理，我們可以更簡(jiǎn)單地解決許多復(fù)雜電場(chǎng)問(wèn)題，特別是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。電勢(shì)的具體定義電勢(shì)能的定義電勢(shì)能是帶電粒子在電場(chǎng)中由于位置不同而具有的勢(shì)能。當(dāng)一個(gè)電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功等于電勢(shì)能的減少量。W電場(chǎng)力=-(E勢(shì)能?-E勢(shì)能?)=-△E勢(shì)能電勢(shì)的定義電勢(shì)是電場(chǎng)中某點(diǎn)單位正電荷的電勢(shì)能，即：V=E勢(shì)能/q它反映了電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)能的分布情況，是一個(gè)標(biāo)量量，只有大小沒(méi)有方向。電勢(shì)的參考零點(diǎn)通常取在無(wú)窮遠(yuǎn)處。電勢(shì)的單位與方向電勢(shì)單位國(guó)際單位：伏特(V)，1V=1J/C，表示每庫(kù)侖電荷具有的電勢(shì)能標(biāo)量性質(zhì)電勢(shì)是標(biāo)量，只有大小沒(méi)有方向，可以通過(guò)代數(shù)加法進(jìn)行疊加電勢(shì)高低類似于地勢(shì)，電場(chǎng)力使正電荷從高電勢(shì)區(qū)域向低電勢(shì)區(qū)域移動(dòng)梯度方向電場(chǎng)強(qiáng)度方向指向電勢(shì)下降最快的方向，即電勢(shì)的負(fù)梯度方向電場(chǎng)與電勢(shì)之間的關(guān)系梯度關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)的負(fù)梯度，E=-?V。在一維情況下，E=-△V/△x，表示單位距離內(nèi)電勢(shì)降低的程度能量轉(zhuǎn)換電荷在電場(chǎng)中從高電勢(shì)點(diǎn)移動(dòng)到低電勢(shì)點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能減少，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能或其他形式的能量單位換算如果電勢(shì)差為1V，距離為1m，則電場(chǎng)強(qiáng)度為1V/m=1N/C電場(chǎng)與電勢(shì)的關(guān)系非常重要，它們是描述同一物理現(xiàn)象的兩種不同方式：電場(chǎng)強(qiáng)度側(cè)重于力的作用，而電勢(shì)側(cè)重于能量的變化。通過(guò)理解它們之間的關(guān)系，我們可以靈活地選擇更適合的方法來(lái)解決電學(xué)問(wèn)題。例題：電勢(shì)的計(jì)算和應(yīng)用1問(wèn)題一個(gè)點(diǎn)電荷q=+2.0×10??C位于原點(diǎn)，求(a)在距離電荷5cm處的點(diǎn)A的電勢(shì)；(b)將一個(gè)電荷量為+1.0×10??C、質(zhì)量為2.0×10?1?kg的粒子從無(wú)窮遠(yuǎn)處釋放，它到達(dá)點(diǎn)A時(shí)的速度。2求解(a)點(diǎn)電荷在距離r處的電勢(shì)V=kq/r，代入數(shù)值：V=9×10?×2×10??/0.05=360V3求解(b)帶電粒子從無(wú)窮遠(yuǎn)處（電勢(shì)為零）移動(dòng)到點(diǎn)A（電勢(shì)為360V），電勢(shì)能增加量為：△E勢(shì)能=q×△V=1.0×10??×360=3.6×10??J4答案根據(jù)能量守恒，粒子的動(dòng)能增加量等于電勢(shì)能的減少量：mv2/2=3.6×10??，解得v=600m/s電勢(shì)差的意義電勢(shì)差定義兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于單位正電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)差是電勢(shì)的相對(duì)值，通常比絕對(duì)電勢(shì)更有實(shí)際意義。與電場(chǎng)力做功的關(guān)系當(dāng)電荷q從電勢(shì)為V?的點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)為V?的點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做的功W=q(V?-V?)?？梢?jiàn)電場(chǎng)力總是沿著電勢(shì)降低的方向做功。與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度和位移有關(guān)：△V=Ed，其中d是沿電場(chǎng)方向的位移分量。這也說(shuō)明電勢(shì)降低最快的方向就是電場(chǎng)方向。多電荷系統(tǒng)的電勢(shì)疊加電勢(shì)疊加原理多個(gè)電荷在空間某點(diǎn)產(chǎn)生的合成電勢(shì)等于各個(gè)電荷單獨(dú)產(chǎn)生的電勢(shì)的代數(shù)和計(jì)算方法對(duì)每個(gè)點(diǎn)電荷計(jì)算Vi=kqi/ri，然后求和得到總電勢(shì)與電場(chǎng)疊加的區(qū)別電勢(shì)疊加是代數(shù)和，而電場(chǎng)疊加是矢量和例題：兩個(gè)點(diǎn)電荷q?=+3.0×10??C和q?=-2.0×10??C相距6cm，求它們連線的中點(diǎn)處的電勢(shì)。解：兩個(gè)點(diǎn)電荷到中點(diǎn)的距離均為3cm，它們?cè)谥悬c(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)分別為：V?=9×10?×3×10??/0.03=9000V，V?=9×10?×(-2×10??)/0.03=-6000V所以中點(diǎn)處的總電勢(shì)為：V=V?+V?=9000+(-6000)=3000V等勢(shì)面的定義等勢(shì)面是電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。由于等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相同，因此電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力不做功。等勢(shì)面與電場(chǎng)線處處正交，因?yàn)殡妶?chǎng)方向總是指向電勢(shì)下降最快的方向，而等勢(shì)面上電勢(shì)不變。不同形狀的電荷分布會(huì)產(chǎn)生不同形狀的等勢(shì)面。點(diǎn)電荷的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為中心的球面；勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是與電場(chǎng)方向垂直的平面；而更復(fù)雜的電荷分布則會(huì)形成更復(fù)雜的等勢(shì)面。理解等勢(shì)面圖示點(diǎn)電荷的等勢(shì)面點(diǎn)電荷周圍的等勢(shì)面是以該電荷為中心的一系列同心球面。離電荷越近，電勢(shì)的絕對(duì)值越大；等勢(shì)面間距越小，表示該處電場(chǎng)強(qiáng)度越大。對(duì)于正電荷，電勢(shì)隨距離減小而增大；對(duì)于負(fù)電荷，電勢(shì)隨距離減小而減?。ㄗ兊酶迂?fù)）。勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是一系列與電場(chǎng)方向垂直的平行平面。這些平面之間的距離相等，表明電場(chǎng)強(qiáng)度處處相同。從高電勢(shì)平面到低電勢(shì)平面的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差與它們之間的距離成正比。例題：等勢(shì)面與電場(chǎng)線關(guān)系問(wèn)題描述在xy平面內(nèi)有兩個(gè)點(diǎn)電荷：q?=+2.0×10??C位于點(diǎn)(0,0)，q?=-2.0×10??C位于點(diǎn)(4,0)，坐標(biāo)單位為cm。請(qǐng)繪制通過(guò)點(diǎn)(2,3)的等勢(shì)面截線，并說(shuō)明該點(diǎn)的電場(chǎng)方向。求電勢(shì)表達(dá)式空間任意點(diǎn)(x,y)處的電勢(shì)為：V(x,y)=k·q?/r?+k·q?/r?=k·q?/√(x2+y2)+k·q?/√((x-4)2+y2)確定等勢(shì)值計(jì)算點(diǎn)(2,3)處的電勢(shì)：V(2,3)=9×10?×[2×10??/√(22+32)+(-2×10??)/√((2-4)2+32)]=0V分析結(jié)論通過(guò)點(diǎn)(2,3)的等勢(shì)面截線是V(x,y)=0的曲線。電場(chǎng)方向垂直于等勢(shì)面，指向電勢(shì)減小的方向，在該點(diǎn)電場(chǎng)方向由數(shù)值計(jì)算可得。能量視角下的電勢(shì)差電場(chǎng)力做功公式當(dāng)電荷q在電場(chǎng)中從電勢(shì)為V?的點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)為V?的點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做的功為：W=q(V?-V?)=q△V。這個(gè)公式反映了電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的直接關(guān)系。能量轉(zhuǎn)換過(guò)程當(dāng)帶電粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，其電勢(shì)能的減少轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的增加。例如，電子從陰極加速到陽(yáng)極的過(guò)程中，獲得的動(dòng)能正好等于電勢(shì)能的減少量。實(shí)際應(yīng)用電池通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電勢(shì)差，當(dāng)電路閉合時(shí)，電荷在電勢(shì)差作用下移動(dòng)，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如光能、熱能或機(jī)械能。帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)加速原理帶電粒子在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用，產(chǎn)生加速度a=qE/m，其方向與電場(chǎng)方向有關(guān)2速度變化計(jì)算粒子通過(guò)電勢(shì)差V后，速度變化可由能量守恒求得：mv2/2-mv?2/2=qV運(yùn)動(dòng)軌跡分析如果初速度與電場(chǎng)平行，則做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；如果初速度與電場(chǎng)垂直，則做類似拋物線的運(yùn)動(dòng)電子伏特單位1eV是電子通過(guò)1V電勢(shì)差獲得的能量，等于1.6×10?1?J，常用于表示微觀粒子的能量動(dòng)力學(xué)與電場(chǎng)結(jié)合問(wèn)題牛頓定律應(yīng)用電場(chǎng)力作為外力，適用于牛頓運(yùn)動(dòng)定律F=ma分析軌跡方程推導(dǎo)結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和電場(chǎng)力特性推導(dǎo)粒子軌跡3能量轉(zhuǎn)換分析應(yīng)用機(jī)械能守恒和動(dòng)能定理分析粒子能量變化矢量分解法將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解為正交方向上的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)在電場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)分析中，我們需要綜合運(yùn)用牛頓力學(xué)和電磁學(xué)知識(shí)。通過(guò)力學(xué)分析可以確定粒子的加速度和軌跡，而能量分析則有助于確定粒子的速度大小。矢量分解方法特別適用于初速度與電場(chǎng)方向不平行的情況。應(yīng)用實(shí)例：電子在加速器中的運(yùn)動(dòng)加速器基本結(jié)構(gòu)直線加速器通常由一系列加速電極組成，電極間存在電勢(shì)差。電子從一端注入，逐級(jí)加速后從另一端射出，獲得極高的能量。加速原理電子通過(guò)每對(duì)電極間的電勢(shì)差獲得額外動(dòng)能。如果總電勢(shì)差為V，則電子獲得的能量為eV，這也是加速器的能量單位（如MeV、GeV等）的來(lái)源。能量計(jì)算若加速器的總電勢(shì)差為10?V，則每個(gè)電子獲得的能量為e×10?V=1.6×10?13J=1MeV。根據(jù)相對(duì)論效應(yīng)，高能電子的速度接近光速。第三節(jié)：電場(chǎng)中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的重要性物理實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證理論、發(fā)現(xiàn)新規(guī)律的重要途徑。電場(chǎng)理論的發(fā)展離不開大量精確的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和測(cè)量。實(shí)驗(yàn)還能幫助學(xué)生建立直觀的物理概念，理解抽象的電場(chǎng)理論。示范實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本節(jié)將介紹幾個(gè)經(jīng)典的電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，包括：驗(yàn)證靜電力規(guī)律的實(shí)驗(yàn)、觀察電場(chǎng)線分布的實(shí)驗(yàn)、測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)，以及探究電場(chǎng)與電勢(shì)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)既有定性的演示，也有定量的測(cè)量分析。操作安全事項(xiàng)進(jìn)行電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需注意高壓設(shè)備的安全操作，避免觸電危險(xiǎn)。敏感的電測(cè)量?jī)x器需要防靜電和電磁干擾，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。氣象條件也會(huì)影響靜電實(shí)驗(yàn)的效果，應(yīng)選擇合適的環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。瓦特式電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置主要包括一個(gè)絕緣水槽、電源、兩個(gè)金屬電極、電壓表和一些小絕緣物體（如羊毛纖維或小木片）。實(shí)驗(yàn)步驟1.將兩個(gè)電極固定在水槽兩側(cè)，并連接到直流電源的兩極。2.向水槽中加入一些弱導(dǎo)電的溶液（如自來(lái)水）。3.在水面上撒一些輕質(zhì)絕緣物體，如羊毛纖維。4.打開電源，觀察絕緣物體的排列情況。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象通電后，溶液表面的電勢(shì)分布會(huì)形成等勢(shì)線。羊毛纖維會(huì)沿著電場(chǎng)線方向（垂直于等勢(shì)線）排列，直觀地展示出電場(chǎng)線的分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電場(chǎng)線與等勢(shì)線正交的性質(zhì)。改變電極形狀可以觀察不同電場(chǎng)分布，加深對(duì)電場(chǎng)概念的理解。電場(chǎng)中帶電粒子偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置包括電子槍、平行板電極、熒光屏和真空管等實(shí)驗(yàn)過(guò)程電子槍發(fā)射電子束，經(jīng)過(guò)帶電平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，在熒光屏上形成亮點(diǎn)偏轉(zhuǎn)觀察改變電極間電壓，觀察屏幕上亮點(diǎn)位置的變化，測(cè)量偏轉(zhuǎn)距離數(shù)據(jù)分析根據(jù)偏轉(zhuǎn)量、電場(chǎng)強(qiáng)度和電子初速度，可計(jì)算電子的電荷與質(zhì)量比4電容器的基本原理基本結(jié)構(gòu)平行板電容器由兩塊平行金屬板組成，兩板間充以絕緣介質(zhì)。當(dāng)兩板帶上等量異號(hào)電荷時(shí)，板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，能夠儲(chǔ)存電能。電場(chǎng)分布在理想平行板電容器內(nèi)部，電場(chǎng)強(qiáng)度均勻，大小為E=σ/ε?，其中σ是板上的電荷面密度，ε?是真空介電常數(shù)。電場(chǎng)線從正極板垂直出發(fā)，終止于負(fù)極板。工作原理當(dāng)電容器連接到電源時(shí)，電荷在電場(chǎng)作用下分離，在兩極板上累積，形成電勢(shì)差。斷開電源后，電荷仍留在板上，保持電勢(shì)差，從而儲(chǔ)存能量。電容公式與影響因素電容器的電容是衡量其儲(chǔ)存電荷能力的物理量，定義為電容器所帶電荷量與兩板間電勢(shì)差的比值：C=Q/V。對(duì)于平行板電容器，其電容可以通過(guò)公式C=εS/d計(jì)算，其中ε是介質(zhì)的介電常數(shù)，S是板的面積，d是板間距離。從圖表可以看出，增加板面積或減小板間距都能提高電容。使用具有高介電常數(shù)的材料（如陶瓷或鉭）可以顯著增加電容，這也是現(xiàn)代電容器小型化的關(guān)鍵技術(shù)之一。電容器中電勢(shì)能的存儲(chǔ)能量存儲(chǔ)過(guò)程電容器充電時(shí)，電源對(duì)電荷做功，這些功轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在電場(chǎng)中的電勢(shì)能能量計(jì)算公式電容器儲(chǔ)存的能量可以表示為W=QV/2=CV2/2=Q2/(2C)能量與電壓關(guān)系儲(chǔ)存的能量與電容器上的電壓平方成正比，這也是高壓電容器特別危險(xiǎn)的原因例題：一個(gè)10μF的電容器充電至200V，計(jì)算它儲(chǔ)存的能量。解：W=CV2/2=10×10??×(200)2/2=0.2J雖然看起來(lái)只有0.2J能量很小，但對(duì)于小型電子元件來(lái)說(shuō)，這已經(jīng)是相當(dāng)可觀的能量，足以在瞬間釋放時(shí)產(chǎn)生危險(xiǎn)的電擊。存儲(chǔ)電能的應(yīng)用相機(jī)閃光燈相機(jī)閃光燈中的電容器能夠迅速儲(chǔ)存電能，然后在短時(shí)間內(nèi)釋放出強(qiáng)大的電流，產(chǎn)生明亮的閃光電動(dòng)汽車超級(jí)電容器能夠快速充放電，在電動(dòng)汽車中用于回收制動(dòng)能量和提供加速所需的峰值功率電子濾波電容器在電子電路中用于濾除信號(hào)中的噪聲和波動(dòng)，保證電源電壓穩(wěn)定能量存儲(chǔ)系統(tǒng)大型電容器陣列作為短期能量存儲(chǔ)裝置，可以平衡電網(wǎng)負(fù)載波動(dòng)，提供應(yīng)急電源第四節(jié)：電場(chǎng)理論的實(shí)際應(yīng)用靜電除塵器工作原理靜電除塵器利用高電壓電場(chǎng)使空氣中的塵粒帶電，然后在電場(chǎng)力作用下被吸附到帶相反電荷的電極板上。這一技術(shù)廣泛用于工業(yè)煙氣凈化、空氣凈化器和家用空調(diào)系統(tǒng)中。除塵效率可達(dá)99%以上，能夠有效去除亞微米級(jí)的顆粒物，對(duì)改善空氣質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。智能手機(jī)觸控屏的電場(chǎng)效應(yīng)現(xiàn)代電容式觸控屏利用人體與屏幕表面之間形成的微弱電場(chǎng)變化來(lái)檢測(cè)觸摸位置。當(dāng)手指接觸屏幕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致屏幕表面電場(chǎng)分布發(fā)生變化，系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量這種變化來(lái)確定觸摸位置。這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)觸控、手勢(shì)識(shí)別等功能，極大地提升了用戶交互體驗(yàn)，已成為現(xiàn)代智能設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。靜電屏蔽及其應(yīng)用靜電屏蔽是利用導(dǎo)體的電荷重新分布特性，使導(dǎo)體內(nèi)部空間不受外部電場(chǎng)影響的技術(shù)。法拉第籠是典型的靜電屏蔽裝置，由導(dǎo)電材料（通常是金屬網(wǎng)或板）構(gòu)成封閉空間，能夠有效隔離內(nèi)外電場(chǎng)。防雷裝置就是應(yīng)用法拉第籠原理，將雷電流導(dǎo)入地下，保護(hù)建筑物和內(nèi)部電器設(shè)備。同樣，敏感電子設(shè)備的金屬外殼也起著靜電屏蔽的作用，防止外部電磁干擾影響設(shè)備正常工作。醫(yī)療設(shè)備如核磁共振成像(MRI)系統(tǒng)則需要特殊設(shè)計(jì)的屏蔽室，以隔離外部電磁場(chǎng)干擾，確保圖像清晰。特殊電場(chǎng)分布應(yīng)用1渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng)是一種電場(chǎng)線呈閉合曲線分布的特殊電場(chǎng)，常由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生2科技應(yīng)用渦旋電場(chǎng)廣泛應(yīng)用于電磁感應(yīng)設(shè)備、無(wú)線充電和電磁爐等技術(shù)中3醫(yī)學(xué)領(lǐng)域核磁共振成像(MRI)設(shè)備利用精確控制的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互作用獲取人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像渦旋電場(chǎng)與傳統(tǒng)靜電場(chǎng)的一個(gè)重要區(qū)別是：靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)，而渦旋電場(chǎng)是非保守場(chǎng)，其線積分不為零。這一特性使得渦旋電場(chǎng)能夠持續(xù)對(duì)閉合回路中的電荷做功，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)。在核磁共振成像技術(shù)中，通過(guò)精確控制的梯度電場(chǎng)和射頻電場(chǎng)，使人體內(nèi)的氫原子核產(chǎn)生特定頻率的共振，從而獲取人體組織的詳細(xì)結(jié)構(gòu)信息。這種無(wú)創(chuàng)成像技術(shù)已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷的重要工具。例題：計(jì)算電荷在復(fù)雜電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題目描述一個(gè)質(zhì)量為m=9.1×10?31kg、電荷量為e=-1.6×10?1?C的電子，以初速度v?=2×10?m/s沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)。在x=0處進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=5×103N/C，方向沿y軸正方向。假設(shè)只有電場(chǎng)力作用，求：(1)電子的加速度；(2)電子運(yùn)動(dòng)的軌跡方程；(3)電子從進(jìn)入電場(chǎng)到偏轉(zhuǎn)90°時(shí)的位移。分析與解答(1)電子受到的電場(chǎng)力F=eE=(-1.6×10?1?)×(5×103)=-8×10?1?N，方向沿y軸負(fù)方向。加速度a=F/m=-8×10?1?/9.1×10?31=-8.8×101?m/s2，方向沿y軸負(fù)方向。(2)設(shè)電子在t時(shí)刻的位置為(x,y)，則有：x=v?t=2×10?ty=at2/2=-4.4×101?t2消去t，得到軌跡方程：y=-1.1×10?x2/(2×10?)2=-1.1×10??x2計(jì)算結(jié)果(3)電子偏轉(zhuǎn)90°時(shí)，其速度方向垂直于初始方向，即v_x=0，v_y≠0。由v_x=v?+a_xt=v?+0×t=v?，可知v_x不變。電子速度由v?轉(zhuǎn)為v_y需要時(shí)間t=v?/|a_y|=2×10?/8.8×101?=2.27×10??s此時(shí)x=v?t=2×10?×2.27×10??=4.54×10?3m=4.54mmy=at2/2=-4.4×101?×(2.27×10??)2/2=-1.14×10?3m=-1.14mm課程總結(jié)：電場(chǎng)與電勢(shì)的核心概念電場(chǎng)定義電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)狀態(tài)，能對(duì)放入其中的電荷施加力的作用電場(chǎng)強(qiáng)度描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，定義為單位正電荷受到的電場(chǎng)力電勢(shì)電場(chǎng)中某點(diǎn)單位正電荷的電勢(shì)能，是標(biāo)量物理量電勢(shì)能電荷在電場(chǎng)中由于位置不同而具有的勢(shì)能4關(guān)系電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)的負(fù)梯度，E=-?V思考題一問(wèn)題一個(gè)正電荷在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，如果它的初速度方向與電場(chǎng)方向垂直，那么它的運(yùn)動(dòng)軌跡是什么形狀？請(qǐng)用物理規(guī)律解釋原因。2分析正電荷在電場(chǎng)中受到的力與電場(chǎng)方向一致，根據(jù)牛頓第二定律，加速度方向也與電場(chǎng)方向一致結(jié)論運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線，類似于水平方向初速度的斜拋運(yùn)動(dòng)這個(gè)問(wèn)題可以類比為地球引力場(chǎng)中的平拋運(yùn)動(dòng)。正電荷在垂直于電場(chǎng)方向的初速度作用下，沿著該方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，由于電場(chǎng)力的作用，在電場(chǎng)方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成后，形成拋物線軌跡。思考題二問(wèn)題如何通過(guò)改變平行板電容器的板間距離來(lái)影響電場(chǎng)強(qiáng)度？請(qǐng)給出定量的關(guān)系式，并解釋為什么會(huì)產(chǎn)生這種影響。物理分析平行板電容器中的電場(chǎng)強(qiáng)度可以用公式E=σ/ε?表示，其中σ是板上的電荷面密度，ε?是真空介電常數(shù)。如果保持電荷量不變，當(dāng)改變板間距離時(shí)，電荷面密度不變，因此電場(chǎng)強(qiáng)度不變。然而，如果保持電容器的電壓不變，則情況不同。由于V=Ed，當(dāng)板間距離d減小時(shí)，為了保持電壓V不變，電場(chǎng)強(qiáng)度E必須增大，二者成反比關(guān)系。課堂互動(dòng)隨機(jī)提問(wèn)教師將使用隨機(jī)點(diǎn)名器選擇學(xué)生回答前面所學(xué)內(nèi)容的問(wèn)題，檢驗(yàn)理解程度小組討論分組討論幾個(gè)電場(chǎng)與電勢(shì)的實(shí)際應(yīng)用案例，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和知識(shí)應(yīng)用能力獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制回答正確或有創(chuàng)意的學(xué)生將獲得加分，鼓勵(lì)積極參與課堂互動(dòng)互動(dòng)環(huán)節(jié)是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的重要手段，也能增強(qiáng)課堂的活躍度和趣味性。通過(guò)即時(shí)反饋，教師可以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。同時(shí)，互動(dòng)過(guò)程也能培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和自信心，是高效課堂的重要組成部分。本節(jié)課的難點(diǎn)解析電場(chǎng)與電勢(shì)的關(guān)系理解電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)的負(fù)梯度這一核心概念2復(fù)雜電場(chǎng)分析掌握電場(chǎng)疊加原理和復(fù)雜問(wèn)題的分解方法3定量計(jì)算難題熟練應(yīng)用公式進(jìn)行不同情境下的電場(chǎng)計(jì)算電場(chǎng)與電勢(shì)的關(guān)系是理解電磁學(xué)的基礎(chǔ)，也是學(xué)生普遍感到困難的概念。電勢(shì)是標(biāo)量，而電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，二者之間的轉(zhuǎn)換需要理解梯度的物理含義。在復(fù)雜電場(chǎng)問(wèn)題中，我們需要靈活運(yùn)用疊加原理，將復(fù)雜問(wèn)題分解為簡(jiǎn)單問(wèn)題的組合。定量計(jì)算時(shí)，需要注意單位的一致性，以及電場(chǎng)力、電勢(shì)能等概念的正確應(yīng)用。特別是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，常常需要結(jié)合動(dòng)力學(xué)和能量分析方法。綜合練習(xí)一題目三個(gè)點(diǎn)電荷q?=+2μC、q?=-3μC、q?=+4μC分別位于x軸上的x=0、x=3m和x=6m處。求x=9m處的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)。電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算每個(gè)點(diǎn)電荷在x=9m處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度：E?=kq?/r?2=9×10?×2×10??/(9)2=2×102N/C，方向向右E?=-kq?/r?2=-9×10?×(-3×10??)/(6)2=7.5×102N/C，方向向右E?=kq?/r?2=9×10?×4×10??/(3)2=4×103N/C，方向向右3電勢(shì)計(jì)算計(jì)算每個(gè)點(diǎn)電荷在x=9m處產(chǎn)生的電勢(shì)：V?=kq?/r?=9×10?×2×10??/9=2×103VV?=kq?/r?=9×10?×(-3×10??)/6=-4.5×103VV?=kq?/r?=9×10?×4×10??/3=1.2×10?V結(jié)果合成電場(chǎng)強(qiáng)度E=E?+E?+E?=2×102+7.5×102+4×103=4.95×103N/C，方向向右合成電勢(shì)V=V?+V?+V?=2×103+(-4.5×103)+1.2×10?=9.5×103V綜合練習(xí)二題目描述一個(gè)質(zhì)量為m=1.0×10?3kg、電荷量為q=+1.0×10??C的小球，以初速度v?=10m/s從原點(diǎn)沿45°方向射入均勻電場(chǎng)。電場(chǎng)強(qiáng)度為E=100N/C，方向沿x軸正方向。求小球的運(yùn)動(dòng)軌跡方程和小球回到x軸時(shí)的位置。受力分析小球受到的電場(chǎng)力F=qE=1.0×10??×100=1.0×10??N，方向沿x軸正方向。小球的加速度a=F/m=1.0×10??/1.0×10?3=0.1m/s2，方向沿x軸正方向。軌跡計(jì)算初速度分解為：v?x=v?cosθ=10×cos45°=7.07m/s，v?y=v?sinθ=10×sin45°=7.07m/sx方向：x=v?xt+at2/2=7.07t+0.05t2y方向：y=v?yt+0=7.07t結(jié)果消去t得軌跡方程：t=y/7.07，代入x方程：x=y+0.05(y/7.07)2=y+0.001y2小球回到x軸時(shí)y=0，此時(shí)x=0，即回到原點(diǎn)。但這不合理，說(shuō)明小球不會(huì)回到x軸。實(shí)際上，由于x方向有加速度，小球軌跡會(huì)逐漸向x軸正方向彎曲，但不會(huì)再次穿過(guò)x軸。綜合練習(xí)三距離(m)電勢(shì)(V)題目：上圖顯示了某區(qū)域內(nèi)沿x軸的電勢(shì)分布。請(qǐng)根據(jù)圖表數(shù)據(jù)：(1)計(jì)算x=1.5m和x=3.5m處的電場(chǎng)強(qiáng)度；(2)判斷在哪個(gè)位置電場(chǎng)強(qiáng)度最大；(3)繪制該區(qū)域電場(chǎng)線的大致分布。解答：(1)根據(jù)E=-△V/△x，在x=1.5m處，E≈-(70-90)/(2-1)=-(-20)/1=20V/m；在x=3.5m處，E≈-(0-40)/(4-3)=-(-40)/1=40V/m。(2)從電勢(shì)-距離曲線的斜率來(lái)看，x=3.5m附近的斜率最大（絕對(duì)值），因此該處電場(chǎng)強(qiáng)度最大。(3)電場(chǎng)線應(yīng)該從高電勢(shì)區(qū)域（x=0處）指向低電勢(shì)區(qū)域（x=4m處），且在電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方（如x=3.5m附近）電場(chǎng)線密度更大。探究未來(lái)：電場(chǎng)應(yīng)用前沿電場(chǎng)理論在納米科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。科學(xué)家們利用精密控制的電場(chǎng)操控單個(gè)原子和分子，構(gòu)建納米級(jí)器件。掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡等先進(jìn)工具能夠利用電場(chǎng)效應(yīng)觀察和修改原子尺度的結(jié)構(gòu)。在空間科學(xué)領(lǐng)域，測(cè)量宇宙空間中的電場(chǎng)分布是理解太陽(yáng)風(fēng)、磁層和電離層相互作用的關(guān)鍵。各國(guó)航天機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)射了多顆專門研究空間電場(chǎng)的衛(wèi)星，這些數(shù)據(jù)有助于預(yù)測(cè)空間天氣，保護(hù)衛(wèi)星和地球電力系統(tǒng)的安全。感謝與展望課程回顧今天我們深入學(xué)習(xí)了電場(chǎng)與電勢(shì)的基本概念，包括電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，并通過(guò)例題和實(shí)驗(yàn)加深了理解。這些內(nèi)容構(gòu)成了電磁學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)靜電感應(yīng)、電容器和電路等內(nèi)容至關(guān)重要。學(xué)習(xí)成果同學(xué)們?cè)谡n堂討論和練習(xí)中展現(xiàn)了對(duì)電場(chǎng)概念的良好理解能力。特別是在復(fù)雜電場(chǎng)分布和能量轉(zhuǎn)換問(wèn)題上，大家的分析和計(jì)算能力有了明顯提高。你們的積極參與使這堂課充滿了活力和思考。下節(jié)課預(yù)告下節(jié)課我們將學(xué)習(xí)電流與磁場(chǎng)的關(guān)系，探討帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及電磁感應(yīng)現(xiàn)象。這些內(nèi)容將把靜電學(xué)與電動(dòng)力學(xué)聯(lián)系起來(lái)，展現(xiàn)電磁理論的統(tǒng)一性和完整性。參考文獻(xiàn)課本參考《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書》電磁學(xué)部分，第三章電場(chǎng)與電勢(shì)拓展閱讀《費(fèi)曼物理學(xué)講義》第二卷，電磁學(xué)部分科學(xué)期刊《物理教學(xué)》雜志2022年第3期《高中電場(chǎng)教學(xué)的難點(diǎn)與對(duì)策》網(wǎng)絡(luò)資源國(guó)家基礎(chǔ)教育資源網(wǎng)-物理學(xué)科資源庫(kù)中的電場(chǎng)與電勢(shì)動(dòng)畫演示Q&A電場(chǎng)線和電力線有什么區(qū)別？這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)在物理學(xué)中通常指同一個(gè)概念，都是描述電場(chǎng)分布的假想曲線1電勢(shì)可以為負(fù)值嗎？可以，電勢(shì)的正負(fù)取決于參考點(diǎn)的選擇，通常以無(wú)窮遠(yuǎn)處為零點(diǎn)2為什么帶電體內(nèi)部電場(chǎng)為零？導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷會(huì)重新分布，使得內(nèi)部合成電場(chǎng)為零，達(dá)到靜電平衡3電場(chǎng)力是不是只能做正功？不是，電場(chǎng)力可以做正功也可以做負(fù)功，取決于電荷運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)方向的關(guān)系4復(fù)習(xí)清單核心知識(shí)點(diǎn)電場(chǎng)的定義與電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算電勢(shì)與電勢(shì)能的關(guān)系電場(chǎng)線與等勢(shì)面的特性電容器原理與儲(chǔ)能帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律重要公式庫(kù)侖定律：F=k·q?q?/r2電場(chǎng)強(qiáng)度：E=F/q，點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度E=kq/r2電勢(shì)：V=W/q，點(diǎn)電荷的電勢(shì)V=kq/r電場(chǎng)與電勢(shì)關(guān)系：E=-?V，一維情況E=-dV/dx電容器電容：C=Q/V=εS/d電容器儲(chǔ)能：W=QV/2=CV2/2=Q2/(2C)課后練習(xí)：教材第78頁(yè)習(xí)題3-5，3-7，3-10，以及鞏固練習(xí)中的綜合應(yīng)用題。建議重點(diǎn)關(guān)注電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算、電勢(shì)能轉(zhuǎn)換以及帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡分析的題目。電場(chǎng)知識(shí)小測(cè)驗(yàn)選擇題1下列關(guān)于電場(chǎng)線的說(shuō)法中，正確的是（）A.電場(chǎng)線是閉合曲線B.電場(chǎng)線可以相交C.電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直D.電場(chǎng)線總是從負(fù)電荷指向正電荷選擇題2一個(gè)電子從靜止開始，通過(guò)100V的電勢(shì)差后，獲得的動(dòng)能為（）A.100eVB.100JC.1.6×10?1?JD.1.6×10?1?J選擇題3在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，下