一、电场
1、概念:存在于电荷周围的一种特殊物质,场与实物是物质存在的两种不同形式.
2、性质:对放入其中的电荷有力的作用,电荷间通过电场发生相互作用.
3、静电场:静止的电荷产生的电场.即场源电荷是静止的,放入静电场中的带电粒子(体)、试探电荷等可以静止,也可以运动。
二、电场强度
1、两种不同功能的电荷:
(1)试探电荷(检验电荷):用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷,电荷量和尺寸必须较小.
(2)场源电荷:产生电场的电荷.
场源电荷在其周围产生电场,通过电场对放入其中的试探电荷、带电粒子施加力的作用,所以电场具有力的性质,那么用什么物理量来描述电场的力的性质?
2、定义:试探电荷在电场中某个位置所受的力与其电荷量成正比F=Eq,即电场中某一点试探电荷所受电场力F与试探电荷的电荷量q的比值F/q是一个由电场及位置决定的常量E(在电场的不同位置,比例常数E一般不一样),它反映了电场在这点的力的性质,起名叫电场强度.
3、定义式:E=F/q,比值法定义式
4、单位:N/C或V/m.
5、方向:电场强度是矢量,规定电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同.
6、对电场强度的理解:
(1)电场强度反映了电场的力的性质.电场中某点E=1N/C的物理意义:1C的电荷在该点所受电场力为1N。
(2)唯一性:电场中某点的电场强度E是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关.电场中不同的地方,电场强度一般是不同的.
(3)矢量性:电场强度描述了电场的强弱,是矢量,其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同,与在该点的负电荷所受电场力的方向相反.
7、公式E=F/q与E=的区别
三、点电荷的电场,电场的叠加
1、真空中点电荷的场强
(1)大小:E=.
(2)方向:Q为正电荷时,在电场中的某点P,E的方向由Q指向P;Q是负电荷时,E的方向由P指向Q.
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2、电场强度的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷,则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.
四、电场线、匀强电场
1、电场线:画在电场中的有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向与该点电场强度的方向一致.
2、电场线特点:
(1)起始于无限远或正电荷,终止于负电荷或无限远.
(2)任意两条电场线不相交.
(3)电场线的疏密表示电场的强弱.
(4)电场线不是实际存在的线,是为了形象地描述电场而假想的线.
3、匀强电场
(1)定义:各点电场强度的大小相等、方向相同的电场.
(2)匀强电场的电场线:间距相等的平行直线.
4、电场线的应用
(1)比较电场强度大小:场强大处电场线密,场强小处电场线疏,故根据电场线的疏密可以比较场强的大小.
(2)确定电场强度方向:电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.
5、电场线与带电粒子运动轨迹的关系:电场线不是带电粒子的运动轨迹,带电粒子在电场力作用下的运动轨迹可能与电场线重合,也可能不重合.可分以下几种情况讨论:
(1)运动轨迹与电场线重合时应同时具备以下条件:
①电场线为直线;
②带电粒子的初速度为零,或初速度沿电场线所在直线;
③带电粒子只受电场力,或其他力的合力沿电场线所在直线.
(2)只在电场力作用下,以下情况带电粒子做曲线运动,且与电场线不重合:
①电场线为直线时,有初速度且与电场线不共线;
②电场线为曲线.
6.常见电场线
类型 |
图形 |
特点 |
点电荷 |
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(1)离点电荷越近,电场线越密集,场强越强.(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同 |
等量异号点电荷 |
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(1)两点电荷连线上各点处,电场线方向从正电荷指向负电荷,中点场强最小,越靠近点电荷场强越强(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,电场线的方向均相同,即场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直(3)沿中垂线从 O 点到无穷远,场强逐渐减弱 |
等量同号点电荷 |
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(1)两点电荷连线的中点 O 处场强为零,此处无电场线,中点 O 处附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零 (2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,场强方向总沿面(线)远离 O (等量正电荷)或指向 O (等量负电荷)(3)在中垂面(线)上从 O 点到无穷远处,场强先变强后变弱 |
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来源:物理君
编辑:小徐