《电场强度与电势能、电势、电势差及三者关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电场强度与电势能、电势、电势差及三者关系（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电场、电场强度、电场的叠加，电场线知识梳理电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，电荷放入电场后就具有电势能。1.电场强度物理学中把电场中某一点的 电场力跟电荷所带电量 的比值叫做该点的电场强度，简称场强，用符号 E表示，表达式为 E=F/q电场强度是由电场决定的物理量，与检验电荷无 关.场强是矢量，物理学中规定，正电荷在该点的受力方向就是这点电场强度的方向.E描述电场的力的性质的物理量。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。E Fq这是电场强度的定义式，适用于任何电场。其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（
2、可正可负）电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。点电荷周围的场强公式是:kQE -2,r其中Q是产生该电场的电荷，叫场电荷。包理里场典场理公式建： E U,其中d是池曳场线方迥上的班置_。.d2 .电场强度叠加原理是处理电场强度矢量合成的基础。如果某一空间有两个或两个以上的 点电荷同时存在，则合电场中某点的场强就等于各个点电荷单独存在时所产生的电场在该点 场强的矢量和。一般说电场中某点的场强是指该点的合场强。3 .电场线电场线是这样一些曲线，电场线上任一点的切线都跟这点电场强度的方向一致，同时电场线的疏密表示电场强度的大小.在电场中的某个区域， 如果各点场强的大小和方向都
3、相同，这个区域的电场就叫做 匀强电场，电场线的形状是平行且间距相等的直线二 要牢记以下6种常见的电场的电场线：孤立点电何周围的电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电匀强电场点电荷与带电平注意电场线、等势面的特点和电场线与等势面间的关系：电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。电场线互不相交。电场线和等势面在相交处互相垂直。电场线的方向是电势降低的方向，而且是降低最快的方向。电场线密的地方等差等势面密；等差等势面密的地方电场线也密。例题评析【例】关于电场线，下述说法中正确的是A电场线是客观存在的B、电场线与电荷运动的轨迹是一致的C电场线上某点的切线方向与与电荷在该点受力方向
4、可以不同D沿电场线方向，场强一定越来越大.【分析与解答】电场线不是客观存在的，是为了形象描述电场的假想线,A选项是错的.B选项也是错的，静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点切线方向，下一时刻位置应沿切线方向上，可能在电场线上，也可能不在电场线上，轨迹可能与电场线不一致 .何况电荷可以有 初速度，运动轨迹与初速度大小方向有关，可能轨迹很多，而电场线是一定的.正电荷在电场中受的电场力方向与该点切线方向相同，而负电荷所受电场力与该点切线方向相反，选项C是正确的.场强大小与场强的方向无关，与电场线方向无关,D选项是错的. 本题答案应是：C能力训练1 .关于电场，下列说法中正确的是（）A. E=F/
5、q,若q减半，则该处电场强度为原来的2倍Q2B. E k中，E与Q成正比，而与r成反比 rC.在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各处的场强相同D.电场中某点场强的方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向 答案：B2 .如图a所示，直线 AB是某点电荷电场中的一条电场线。图b是放在电场线上两点 a、b的电荷的电量与所受电场力大小间的函数图像。由此可以判定（）A .场源可能是正电荷，位置在点A左侧B.场源可能是正电荷，位置在点B右侧C.场源可能是负电荷，位置在点A左侧D.场源可能是负电筒，位置在点B右侧答案：AC和-q。两小球用长为 L的绝缘3 .在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中，有 两个
6、质量均为m的带电小球，电量分别为 +2q 细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于 所示，若重力加速度为 g,则细线对悬点 。的作用力大小等于。答案：2mg+qE工4 .如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为E所带电量分别为 q和-q,两 Qff球间用绝缘细线相连。甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间 有方向向左的匀强电场，电场强度为E,平衡时细线都被拉紧，平衡时的可能位置是图中（ ）答案：A5.在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q,另一个带负电-Q,用Ei和E分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在 x轴上（）A.曰=巳的点只有一处，该处合场强为零；B. Ei=E的点有二处，一处合
7、场强为零，另一处合场强为2 EC. Ei=E的点有二处，一处合场强为零，另一处合场强为2 ED. Ei=E的点有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为 2 E2答案：B6.如图所示，一电子沿等量异种电荷连线的中垂线 的大小和方向变化情况是（）A .先变大后变小，方向水平向左B.先变大后变小，方向水平向右C.先变小后变大，方向水平向左D.先变小后变大，方向水平向右答案：B7.甲乙两带小球的质量均为m,所带电荷量分Z CA B匀速飞过，则电子所受另一力别为+ q和一q,两球间用绝缘细线连接,甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有水平向右的匀强电场，电场强度为E,平衡时细线被拉紧.(B
8、)(D)O点放一个自由的负电荷，它平衡时它们的正确位置是图中的 两根绝缘线张力大小为A. Ti=2mg T2= (mg)2+(Eq) 2B . Ti2mg T 2 (mg) 2+ (Eq)2C . TiV 2mg T 2= (mg) 2+(Eq)2D . Ti= 2mg T 2 22tan4l sin q电势差、电势、电势能、等势面；电势差与电场强度的关系知识梳理1 .确定电势电荷q在电场中某点A具有的电势能为e,则A点的电势UA - -注意：e、 q者B q是标量，但有正负，计算时要带入正负号.因为U是电场中A点的电势，所以与 、q无关，取决于电场本身.2 .比较电势高低静电场中，沿电场线的
9、方向电势逐点降低.3 .比较电势能大小.无论正电荷还是负电荷， 只要电场力做正功，电势能就减少；电场力做负功，电势能就增加。4 .确定电势差电荷Q在电场中由一点 A移动到另一点B时，电场力所做的功与电荷电量的比值，叫做这两点的电势差，也叫 电压.符号是U,数学表达式为 U=W/q电势差的单位是 伏特，符号是V5 .电场力对电荷做功的计算公式 ：WqEL,此公式适用于任何电场， 电场力对电荷做功与路径无关，由起始和终了位置的电势差决定；WqEd,此公式只适用匀强电场。6 .电场力做功和电势能的改变电场力对电荷做功， 电荷的电势能减少； 电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加，电势能变化的数值等于电
10、场力对电荷做功的数值。7 .等势面的特点：等势面一定跟电场线垂直；在同一等势面上移动电荷电场力不做功；电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；任意两个等势面都不会相交；等差等势面越密的地方电场强度越大。电势U电场强度E物理意义描述电场的能的性质描述电场的力的性质大小(1) UA=UA-Uo (2)U=EP/qE=F/q标矢性:林里矢量单位VN/C V/m联系(1) 电势沿着电场线的方向降落(2) 大小之间不存在任何关系例题评析【例】如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B,两板相距d,两板间电压为 U, 一质量为m的带电小球从两板间的 M点开始以竖直向上的初速度 vo运动，当它到达电场中
11、的 N 点时速度变为水平方向，大小变为2vo,求M、N两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功(不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响，设重力加速度为g)【分析与解答】：带电小球从 M运动到N的过程中，在竖直方向上小球仅受重力作用，从初速度vo匀减速到零。水平方向上小球仅受电场力作用，速度从零匀加速到2vo。竖直位移：h2V02g水平位移：x 2v0- t又h巴t所以: 22所以M、N两点间的电势差Umn U x d从M运动到N的过程，由动能定理得：x 2hUv0dg2V01212W电 WG mvN - mv0 2212又 WG mgh - mv2所以W电 2mv0【例】如图所示，在竖直放置的铅屏 A的右表面上贴着 射线放射源P, 已知射线实质为高速电子流，放射源放出粒子的速度V0 = 1.0 107m/so足够大的荧光屏 M与铅屏A平行放置，相距 d =2.0 10 2m,其间有水平向左的匀强电场，电场强度大小E=2.5 104N/C。已知电子电量e=1.6 10-19C,电子质量取 m = 9.0 10-31 kg o求(1)电子到达荧光屏 M上的动能；(2)荧光屏上的发光面积。12【分析与解答】(1)由动能定理 eEd = Ek1mv221_317 2 ,_Ek= - 9 101.0 10+1.6 102194 c2.5 102=
