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1、十二、电 场一、知识网络二、画龙点睛概念1、两种电荷 电荷守恒电荷：具有吸引轻微小物体的性质的物体就说它带了电，这种带电的物体叫做电荷。自然界只存在两种电荷,即正电荷和负电荷,用毛皮摩掠过的硬橡胶所带的电荷为负电荷，用丝绸摩掠过的玻璃棒所带的电荷为正电荷。电荷间的互相作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。电荷量电荷的多少,叫做电荷量。单位:库仑,简称库，符号是C。1CA。使物体带电的措施及其实质摩擦起电用摩擦的措施可以使物体带电。用丝绸摩掠过的玻璃棒带正电，用毛皮摩掠过的硬橡胶棒带负电。摩擦起电的实质:不是发明了电荷，而是使自由电子从一种物体转移到另一种物体。静电感应将电荷移近不带电的导体
2、，可以使导体带电，这种现象叫做静电感应。运用静电感应使物体带电,叫做感应起电。静电感应的实质：不是发明了电荷,而是使电荷从物体的一部分转移到另一部分。2、元电荷()元电荷电子(或质子)的电荷量,叫做元电荷。=1.010C,带电体的电荷量q=Ne(2)比荷电荷量Q()与质量m之比，叫电荷的比荷。、电场()概念存在于电荷周边，能传递电荷间互相作用力的一种特殊物质形态,称为电场。()电场的基本性质对放入其中的电荷有力的作用，这种力称为电场力;电场能使放入电场中的导体产生静电感应现象。、电场强度（1)试探电荷试探电荷：为了研究电场的存在与分布规律而引入的电荷，叫做试探电荷。试探电荷必须满足的条件a电量
3、充足小b体积充足小(）电场强度定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度，简称场强。公式E=(量度式）场强的大小和方向a.大小：等于单位电荷量的电荷受到的电场力的大小;b方向:电场中某点的场强的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相似。场强的单位在国际单位制中，场强的单位是伏每米,符号/m,N/C1V/m。电场强度的物理意义电场强度是表达电场的强弱和方向的物理量，反映了电场自身的力的性质,由电场自身决定，与试探电荷无关。、电场线(1）电场线如果在电场中画出某些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这样的曲线就叫做电场线。（）电场线的实验模拟
4、电场线是为形象描述电场而引入的假想的线,不是电场里实际存在的线。(3)几种典型的电场线分布点电荷的电场线 等量异种点电荷的电场线等量同种点电荷的电场线 点电荷与带电平板的电场线分布带等量异种电荷的平行金属板间的电场线(）电场线的物理意义电场线中某点的切线方向表达该点的场强方向；电场线的疏密限度表达场强的相对大小。()电场线的特点电场线上某点的切线方向表达该点的场强方向,电场线的疏密限度表达场强的相对大小；电场线不是真实存在的，是形象地描述电场的假想的线；电场线是不封闭的曲线,它起始于带正电的场电荷或无穷远处，终结于负电荷或无穷远处,电场线不会在没有电荷的地方中断；静电场中任意两条电场线都不相交
5、;静电场中任意两条电场线也不相切;仅在电场力作用下，电场线一般不是电荷的运动轨迹。电场线和等势面一定正交，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.沿电场线的方向,正电荷的电势能逐渐减小,负电荷的电势能逐渐增大沿电场线的方向电势逐渐减少，电场线的方向是电势降落陡度最大的方向若取无限远处为电势的零点，那么在正电荷形成的电场中，各点的电势都是正值,并且距正电荷越近电势越高;在负电荷形成的电场中，各点的电势都是负值，并且距电荷越近电势越低.电场线的应用6、匀强电场(1)匀强电场在电场的某一区域,如果场强的大小和方向都相似,这个区域的电场叫做匀强电场。(2)匀强电场电场线分布的特点匀强电场的电场线是等间
6、距的平行直线。例题：AB如图所示，是某电场区域的电场线分布，、B是电场中的两点，问：、两点,哪点的场强大；画出A点的场强方向；ABEAFB画出负电荷在B点的受力方向。解析:电场的强弱可通过电场线的疏密来拟定,从图中可看出，点处在电场线较密的地方，故B点的场强不小于A点的场强，即EBEA。过A点作曲线的切线,切线方向即是该点的场强方向。 过B点作曲线的切线，负电荷在该点的受力方向与该点的场强方向相反。7、静电平衡状态(1）静电平衡当导体中的电荷静止不动,从而场强分布不随时间变化时,导体就达到了静电平衡。(2)静电平衡状态导体中(涉及表面）没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态。(3）静电平衡
7、的条件处在静电平衡状态的导体,内部的场强到处为零。(4)静电平衡导体的性质处在静电平衡状态的导体，表面上任何一点的场强方向都跟该点的表面垂直；处在静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体的外表面上。处在静电平衡状态的导体是一种等势体,其表面为一种等势面。处在静电平衡状态的导体,内部场强到处为零，电荷仅分布在导体的外表面上。因内部场强到处为零，则在导体内部任两点间移动电荷都不做功,因而任两点间的电势差都为零,导体是个等势体，导体表面是个等势面。静电平衡下的地球及与之相连的导体是等势体。因此实际中常取地球或与之相连的导体的电势为零。、静电屏蔽(1）静电屏蔽导体壳（金属网罩)能保护它所包围的区域,使这
8、个区域不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。(）静电屏蔽的应用电子仪器外套金属网罩，通讯电缆外包一层铅皮等。ABDC9、电势差(1)电场力做功的特点电场力做功也与途径无关，仅跟移送电荷的电荷量、电荷在电场中移动的初末位置有关。例：在匀强电场E中，电荷从A移动到B,可沿不同的途径,图中有三种典型的途径。设、两点沿电场方向的距离为s，用无限分割的措施,可以证明,经任意途径移动,电场力做的功都相似。WABEqs对非匀强电场，也可证明电场力做功与途径无关。（2)电势差电势差电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场上所做的功AB与电荷量q的比值,叫做、B两点间的电势差。公式UAB=(量度式)或者W
9、AB=AB物理意义电势差反映了电场自身两点的能的性质。电场中A、两点间的电势差UAB,在数值上等于单位正电荷由A点移到点时电场力所做的功WAB。单位:在国际单位制中，电势差的单位是伏特,简称伏,符号是。1V1 J/C。电势差是标量电势差是标量，两点间电势差可以是正值也可以是负值。UB=-BA电势差的绝对值也叫电压。应用WAB=UA时的两种思路： 可将q、UAB，连同正负号一同代入；将q、B的绝对值代入,功的正负根据电场力的方向和位移(或运动）方向来判断。AB应用UA=求UAB时，将WAB、q的正负号一同代入。例题1：在如图所示的电场中，把点电荷=2101C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4
10、11J。A、B两点间的电势差BA等于多少？B、两点间的电势差UBA等于多少? 解析:由电势差的定义式可知UAB=2UBAV-V例题2:如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UA=20,电荷q0C由A点移到点，电场力所做的功是多少？AB解析:措施一、电场力所做的功WA=UABq=0(2109)J-41-8J。措施二、电场力所做功WB=20209J=40-8J。因F电方向从B到A，方向由到B，故电场力做负功。0、电势(1)电势电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移到参照点（零电势点)时电场力所做的功。UAB=A-BUAB-A例题：在图中所示的电场中，取C点为零电势点,1C的正电荷分别由A、三点移
11、动到C点时,电场力所做的功分别是15J、5J、-3J，这三点的电势就分别是=15V,B5，D=3。有了电势的概念，即可用两点的电势的差值来表达两点间的电势差。UB=A-BUBA=B-AA、B两点间的电势差B =AB 15V-V=0,、A两点间的电势差DA DA -3V-15V18。()电势的数值是相对的电场中某点的电势与零电势点的选用有关，电场中某点的电势的数值是相对的。(3)电势是标量电势是标量，电势的正、负表达该点的电势比零电势高还是低。(）物理意义电势是描述电场中一点的能的性质的物理量。(）沿电场线的方向，电势越来越低电场中电势的高下可以根据电场线的方向来判断。如何判断电势高下呢?分析:
12、只要两点间的电势差的状况理解了,电势高下即可清晰,故可取一电荷在电场中移动讨论电场力做功。在电场中移动电荷时,有下面的四种典型状况：FvFvFvFv沿着电场线移动正电荷，电场力做正功；逆着电场线移动正电荷，电场力做负功;沿着电场线移动负电荷，电场力做负功;逆着电场线移动负电荷，电场力做正功。FvAB沿着电场线的方向将单位正电荷由点移动点，电场力做正功：A=A-0AB结论:沿电场线方向,电势逐渐减少。沿电场线的方向,电势越来越低。11、电势能(1)电势能电荷在电场中具有的能，称之为电势能。(2)电场力做功与电势能变化的关系电场力做正功时电势能减少电场力做负功时电势能增长电场力做功与电势能变化的关
13、系电势能的变化与电场力做的功的数值相等。电势能的增减可从物理意义上分析得出。电场力做多少正功,电势能就减少多少。电场力做多少负功,电势能就增长多少。A-电势能的变化与电场力做的功的数值相等。电势能的增减可从物理意义上分析得出。顺着电场线方向移动正电荷或逆着电场线方向移动负电荷时，电场力做正，电势能减少；逆着电场线移动正电荷或顺着电场线移动负电荷,电场力做负功，电势能增长。（3)电势能的数值电荷在电场中某点的电势能，在数值上等于把电荷从该点移动到电势能为零处电场力所做的功。例1：在如图所示的电场中，已知A、B两点间的电势差UAB1V。AB(1)电荷q410-9 C由点移动到B点,电场力所做的功是多少？电势能是增长还是减少？(2)电荷=1- C由A点移动到B点，电场力所做的功是多少?电势能是增长还是减少:解析:从图中电场线的方向懂得，UAAB,题中给出的UAB为负值。(1）电荷=+4109 C由A点移动到B点,电场力所做的功为AB=qUAB=41-(10)10-8J。正电荷由点移动到点,电场力的方向与位移的方向相反，电场力做负功,即克服电场力做功。这时其他形式的能转化为电势能，电势能增长。（)电荷q=-20-9由A点移动到B点,电场力所做的功为WAB=qAB=-210-9(0)2-8。负电荷由A点移动到B点,电场力的方向与位移的方向相似，电
