物理筆記電場能的性質

32電場能的性質■L-_強L電場的概念(1)9世￡(1)9世￡30年代，法拉第提出一種觀點，認為電荷間的作用不EEKI5ST而是通過場來傳遞電場：存在于電荷周圍，傳遞電荷之間相互作用的特殊媒介物質?電荷間

的作用總是通過電場進行的，雖然看不見摸不著也無法稱量，但電場是客觀存在?,只要電荷存在它周圍就存在電場-,^^*^^*^jy.Gw靜電場：靜止的電荷周圍存在的電場稱為靜電場(運動的電荷或變化的磁Gw場產生的電場稱為渦旋電場)電場的基本性質：對放入其中的電荷(不管是運動的還是靜止的)有力的作用。電場具有能量和動量⑸電場力：電場對于處于其中的電荷的作用力稱為電場力。2.電場強度■電場力的性質)電場強度：放入電場中某一點的電荷受到的電場力晾它的電荷■＜的出叫做該點的電場強度，簡稱場強。(2)大小:E=F(定義式，適用于一切電場).(3)方向：規(guī)定正電荷受電場力的方向為該點的場強方向，負電荷受電場力的^方向與該點的場強方向相反(4)?位:nc或伽zi-njMhxhme?4tt2^^rJikE±aJz6^ijsaajaig_■■■iTiLimLurr■.仁rrAf?jM-Tm?(5)^物^理^意^義：^K^E^該^處電^場的^強^弱^0^方向，^是^描^述^電^場^力的^性^質^9^0^理^K,場強是矢量。-3^三種電場的電場:電場強度的定義式,適用于任何電場；QE=k一：真空中點電荷的電場強度公式，適用于真空中的點電荷；UE=一:勻強電場中電場強度與電勢差的關系式，適用于d勻強電場。電場線）電場線：為了直觀形象地描述電場中各點的強弱及方向，在電場中畫出一系列曲線，曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向，曲線的疏密表示電場的強弱（ 電場線特點：電場線是人們?yōu)榱搜芯侩妶龆傧氤鰜淼?，實際電場中并不存在。靜電場的電場線總是從正電荷（或無窮遠）出發(fā)，到負電荷（或無窮遠）終止不是閉合曲線?（這一點要與渦旋電場的電場線以及磁感線區(qū)別）。電場中的電場線永遠不會相交。電場線不是帶電粒子在電場中的運動軌跡，也不能確定電荷的速度方向。帶電粒子的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力和初速度共同決定只有當電場線為［線，初速度為零或初速度方向與電場線平行且僅受電場力作用時，帶電粒子的運動軌跡才與電場線重合電場線的切線方向表示該點場強的方向，疏密表示該點場強的大小，同一電場中電場線越密的地方場強越大，沒有畫出電場線的地方不一定沒有電場。存在電場線并不只存在于紙面上而是分布于整個立體空間。存在幾種典型電場的電場線分布（1）孤立點電荷周圍的電場：育點電荷越近，電場線越密，場強越大；在點電荷形成的電場中，不存在場強相等的點；者以點電荷為球心作一個球面，電場線有球面垂直，在此球面上場強大小處處相等，方向各不相同。（2）等■異種點電荷的電場（連線和中垂線上的電場特點）兩點電荷連線上的各點場強方向從正電荷指向負電荷，沿電場方向場強先變小再變大；兩點電荷連線的中垂面（中垂線）上，電場線方向均相同，且與中垂面（中垂線）垂直;在中垂線（中垂面）上，與兩點電荷連線的中點等距離的各點場強相等;從兩點電荷連線中點沿中垂直（中垂線）到無限遠，電場強度一直變小。（3）等■同種點電荷的電場（連線和中垂線上的電場特點）③礎電荷連線中點0處場強為0，此處無場強；礎電荷連線中點。附近的電場線非常稀疏，但場強林為；從兩點電荷連線中點。沿中垂面（中垂線）到無限遠，電場線先變密后變疏，即場強先變大后變小。勻強電場場強方向處處相同，場強大小處處相等的區(qū)域稱為勻強電場，勻強電場中的電場線是等距的平行線，平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷后，在兩極之間除邊緣外就是勻強電場。點電荷與導體平板（）電場與平板表面垂直，平板表面為等勢虱（2）帶電物體在平板上的運動，受電質力垂直于平板，物體動能不變。二電勢能與電勢

電勢能的概念，零勢能面）由于靜電場力對點電荷＜所做的功與路徑無關，因此，我們可以為點電荷4在在電場中的不同位置引入一個確定的數數值【來反映其在靜電場中所附加的能的屬性，電場中的不同位置引入一個確定的數數值【來反映其在靜電場中所附加的能的屬性，并稱之為電勢能（類比于重力勢能）。電勢能：由電荷和電荷在電場中的相對位■決定的能■叫電勢能，記為E^零勢能面：電勢能的大小具有相對性，因此，要確定其具體數值時，需要零勢能面：電勢能的大小具有相對性，因此，要確定其具體數值時，需要選定一個零電勢能S4類比于重力勢能的零勢S）^常取無窮遠處或大地為電勢能和零點。但需要注意的是電勢能的變化是絕對的，與零電勢能位■的選擇電勢能有正負，電勢能為正時表示電勢能比參考點的電勢能大，電勢能為負時表示電勢能比參考點的電勢皿電勢能是屬于電荷和電場所共有，沒有電場的存在，就沒有電勢能，僅有電場的存在，而沒有電荷時也沒有電勢能。數值電荷在電場中某點的電勢能在數值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處（電數值勢為零處）電場力所做的功。④電勢能的變化，當運動方向與電場力方向的夾角為銳角時，電場力做正功，電勢能減少，當電荷運動方向與電場力方向夾角為鈍角時，電場力做負功，電勢能增加 "⑤電荷電勢能的變化僅由電場力對電荷做功引起，與其他力對電荷做功無關一⑥電勢能的單位，焦爾J還有電子伏，符號為8山定義為在真空中，1個電子通過1伏電位差的空間所能獲得的能量。1電子伏（1eV）Ex0一^。常用千電子’伏及兆電子伏WJMeV） 電勢，等勢S,電勢差）電蜘：描述電場的能的性質的物理量。從能的觀點看，在電場中某位置放一個檢驗電荷,若它具有的電勢能為E,則定義比值甲=5 為做該位置q的電勢（類比于E=r）。③電勢是標量，有正負，無方向，只表示相對,勢點比較的結果?,電勢點可以自由選取，通常取離電場無窮遠處或大地電勢為零②如果取無窮遠電勢為零，正電荷形成的電場中各點的電勢均為正值，負電荷形^成^9^0^場^中^3^點^9^電^3^均^9^負^Ko③電勢是電場本身具有的■性，與試探電荷無關。沿?電場線的方向，電勢越來越低（最快），逆著電場線的方向，電勢越來越n,電勢降低的方向不一定就是電場線的方向。,電勢與場強沒有直接關系：電勢高的地方，場強不一定大；場強大的地方，電勢不一定高o當存在幾個“場源”時，某處合電場的電勢等于各“場源”的電場在經處的電勢的代數和。） 電勢差：由電場力功的定義，電荷在電場中由一點移到另一點時，電場力所做的功^跟它的電荷■（的比值，叫做納兩點間的電勢差o即?）等勢面：電勢相等的點組成的面叫等勢虱實際中測量電勢比測定場強容易，所以常用等勢面研究電場，先測繪出等勢面的形狀和分布，再依據電場線與等勢面處處垂直，繪出電場線分布，就知道了所研究的電場o等勢面上各點的電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功。等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢虱等勢面(線)密處場強較大，等勢面(線)疏處場強小。平""靜電平衡時整個導體是一個等勢體，導體表面是一個等勢虱平""q J■一 Wttt電場做功,電勢差,電勢■電勢能的關系()電場力功與電勢差的關系：WU,U=WBAAqo電勢與電勢差的關系：*P^。BA氣電勢與電勢能的關系：睥。 |AA電勢能與電場力功的關系：WE-m(E-9=-AE B|A|B|B|A p例1:(多選：一帶電小球在空中由入點運動到B點的過程中，只受重力.電場力和空氣阻力三個力的作用。若小球的重力勢能增加5八機械能增加15J，電場力做功2J,B.電勢能減少2JC.空氣阻力做功C.空氣阻力做功0.5JD.動能減少3.5J解析：選BD小球的重力勢能增加5」，則小球克服重力做功5J,故A錯誤；電場力對小球做功2J,則小球的電勢能減少2J,故B正確；小球共受到重力.電場力.空氣阻力三個力作用，小球的機械能增加SJ,則除重力以外的力做功為15J，電場力對小球做功2J,則知空氣阻力做功?0.5J,即小球克服空氣阻力做功0.5J，故C錯誤；重力.電場力、空氣阻力三力做功之和為?3?5J，根據動能定理小球的動能減少3.5J,D正確.

例2:—個帶正電的質點，電荷?q=2j0x0-9C，在靜電場中由a點移動到b點，此過程中除靜電力外,其他力做的功為60x0-5J,質點的動能