电场的描述精选文档.ppt

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1、电场的描述本讲稿第一页，共二十七页电场重力场重力势能重力做功与路径无关，只与初末位置有关。重力做正功，重力势能增加。重力做负功，重力势能减少。重力势能是绝对的，重力势能的变化量是相对的。hGGEqq1、电场力做功、电场力做功与路径无关，只与初末位置有关。与路径无关，只与初末位置有关。电场力做正功，电荷的电势能减小。电场力做正功，电荷的电势能减小。电场力做负功，电荷的电势能增加。电场力做负功，电荷的电势能增加。2、定义：电荷在电场中具有的势能。、定义：电荷在电场中具有的势能。e e是相对的，是相对的，DeDe是绝对的。是绝对的。零电势能面选取零电势能面选取理论上：取电荷无穷远处。理论上：取电荷无

2、穷远处。实际中：取大地。实际中：取大地。电能能变化看电场力做功。电能能变化看电场力做功。一、电势能一、电势能e e本讲稿第二页，共二十七页二、电势二、电势1、定义：电场中某点的电势能与置于该点的电荷的电量、定义：电场中某点的电势能与置于该点的电荷的电量的比值，成为该点的电势。的比值，成为该点的电势。2、定义式：、定义式：（电荷（电荷+/-代入运算）代入运算）说明：说明：U与与q无关，由电场本身决定。无关，由电场本身决定。3、是标量，但有正负之分，代表比、是标量，但有正负之分，代表比0势面高或低。势面高或低。正电荷周围电势为正，负电荷周围电势为负。正电荷周围电势为正，负电荷周围电势为负。说明：沿

3、电场线方向，电势逐渐降低。说明：沿电场线方向，电势逐渐降低。电势高低看电场线方向。电势高低看电场线方向。4、意义：电势反映电场中能的性质，、意义：电势反映电场中能的性质，即电荷在电场中做功的本领。即电荷在电场中做功的本领。本讲稿第三页，共二十七页三、电势差三、电势差1、定义：电场中两点的电势之差叫电势差。、定义：电场中两点的电势之差叫电势差。2、定义式：、定义式：3、标量，但有正负之分，代表、标量，但有正负之分，代表A、B的电势高低。的电势高低。4、电势差与电场力做功的关系、电势差与电场力做功的关系5、单位：伏特（、单位：伏特（V）1V=1J/C电势差的绝对值称为电压。电势差的绝对值称为电压。

4、本讲稿第四页，共二十七页四、等势面四、等势面1、定义：电场中电势相等的点组成的面。、定义：电场中电势相等的点组成的面。2、特点：、特点：在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。相邻等势面电势差相等。相邻等势面电势差相等。3、与电场线的关系、与电场线的关系等势面等势面电场线；电场线；+电场线越密，等势面越密。电场线越密，等势面越密。-+空间上等势面不相交。空间上等势面不相交。沿电场线电势减低最快；沿电场线电势减低最快；本讲稿第五页，共二十七页五、匀强电场中电势差和场强的关系五、匀强电场中电势差和场强的关系2、方向关系：沿场强方向电势降低最快。、方向关系：沿

5、场强方向电势降低最快。但电势下降方向不是场强方向。（普适）但电势下降方向不是场强方向。（普适）1、大小关系：、大小关系：（只适用于匀强电场）（只适用于匀强电场）本讲稿第六页，共二十七页作业：TLXP13A组组16、B组组7FXP22A级级P54C级级4本讲稿第七页，共二十七页习题课本讲稿第八页，共二十七页本讲稿第九页，共二十七页1有一电场的电场线所示，场中有一电场的电场线所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和和UA、UB表示，则表示，则EA_ EB，UA_ UB；负电荷从负电荷从A运动到运动到B，电场力做，电场力做_功，功，电势能电势能_。AB

6、电场强度大小看电场线疏密。电场强度大小看电场线疏密。电场强度方向看电场线切线方向。电场强度方向看电场线切线方向。电势高低看电场线方向。电势高低看电场线方向。电势能变化看电场力做功。电势能变化看电场力做功。负负增加增加本讲稿第十页，共二十七页2若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内内 A一定沿着电场线由高电势向低电势运动一定沿着电场线由高电势向低电势运动B一定沿着电场线由低电势向高电势运动一定沿着电场线由低电势向高电势运动C不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动D不一定沿电场线运

7、动，也不一定由高电势向低电势运动不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动D初速度为初速度为0的带电粒子，仅在电场力作用下，总是从的带电粒子，仅在电场力作用下，总是从电势能高的向电势能低处运动。电势能高的向电势能低处运动。初速度为初速度为0的带电粒子，只有在孤立点电荷电场和匀强的带电粒子，只有在孤立点电荷电场和匀强电场中，沿电场线运动。电场中，沿电场线运动。本讲稿第十一页，共二十七页本讲稿第十二页，共二十七页2、电场力做功和电势能的关系：、电场力做功和电势能的关系：W电电=-D De e4、电场力做功与电势差的关系：、电场力做功与电势差的关系：WAB=qUAB1、由功的计算式计算：、由功

8、的计算式计算：W电电=FScosa=qEScosa3、由动能定理计算：、由动能定理计算：W电电+W非电非电=D DEk电场力做功的计算方法：仅适用于匀强电场仅适用于匀强电场只有电场力做功，电势能和动能守恒只有电场力做功，电势能和动能守恒本讲稿第十三页，共二十七页3将一个将一个1.0105C的电荷从电场外移到电场里一点的电荷从电场外移到电场里一点A，外力，外力克服电场力作功克服电场力作功6.0103J，则，则A点的电势为点的电势为UA_V；如；如果此电荷从电场外移到电场里的另一点果此电荷从电场外移到电场里的另一点B时，电场力作功时，电场力作功0.02J，则，则A、B两点电势差为两点电势差为UAB

9、_V；如果另一个电；如果另一个电量是量是0.2C的负电荷从的负电荷从A移到移到B，则电场力作功，则电场力作功_J6002600-520本讲稿第十四页，共二十七页4.光滑绝缘细杆竖直放置，它与正点电光滑绝缘细杆竖直放置，它与正点电荷荷Q为圆心的某一圆周交于为圆心的某一圆周交于B、C两点。两点。质量为质量为m、带电量为、带电量为q的有孔小球从的有孔小球从杆上杆上A点无初速度地滑下，已知点无初速度地滑下，已知qQ，ABh，小球滑到，小球滑到B点时速度大小为点时速度大小为。求：（。求：（1）小球由）小球由A到到B的过程中电场的过程中电场力做的功；（力做的功；（2）A、C两点间的电势差。两点间的电势差。

10、（2）（1）由动能定理：）由动能定理：本讲稿第十五页，共二十七页FXP39基训基训15P44B级级2、3、5、7、8、10P52B级级2、3、7本讲稿第十六页，共二十七页本讲稿第十七页，共二十七页5如图是某匀强电场的等势面示意图，如图是某匀强电场的等势面示意图，A、B两点相距两点相距5cm，53，一带电量为，一带电量为410-6C的微粒沿的微粒沿AB匀速运匀速运动，则此微粒的质量为动，则此微粒的质量为_kg（取（取g10ms2）210-4等势面与电场线处处垂直。等势面与电场线处处垂直。沿电场线方向电势降低。沿电场线方向电势降低。电场线方向如图所示，竖直向下。电场线方向如图所示，竖直向下。电荷进

11、入电场后，匀速运动。电荷进入电场后，匀速运动。电荷受力平衡，如图所示。电荷受力平衡，如图所示。本讲稿第十八页，共二十七页6如图所示，匀强电场中有如图所示，匀强电场中有A、B、C三点，已知三点，已知AB=5cm，AC=3cm，BC=4cm。把一个电子从。把一个电子从C点移到点移到A点电势能减少点电势能减少120eV，如果把一个，如果把一个a a粒子从粒子从C移到移到B电势增加电势增加240eV。则电场。则电场强度是强度是_N/C由三点的几何关系，可知三点构成直角三角形。由三点的几何关系，可知三点构成直角三角形。a a粒子的带电量是电子带电量的粒子的带电量是电子带电量的2倍。倍。且且由此画出电场线

12、和等势线，如图所示。由此画出电场线和等势线，如图所示。其中其中5000本讲稿第十九页，共二十七页7如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势间如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势间的电势差相等，一正电荷在等势线的电势差相等，一正电荷在等势线U3上时，具有动能上时，具有动能20J，它，它运动到等势线运动到等势线U1时速度为零，令时速度为零，令U20，那么该电荷的电势，那么该电荷的电势能为能为4J时，其动能为时，其动能为_J6每相邻等势线间电势能的变化量每相邻等势线间电势能的变化量是是10J，场强方向水平向右。，场强方向水平向右。U20e e20只有电场力做功，电势能只有电场

13、力做功，电势能+动能动能=定值定值即即e e+EK=10Je e11 10J，e e3-1-10J本讲稿第二十页，共二十七页作业：FXP44A级级4、6P46基训基训2、5P54C级级2TLXP17B组组610本讲稿第二十一页，共二十七页练习本讲稿第二十二页，共二十七页1如图，如图，a、b、c为某电场中的电场线，一带正为某电场中的电场线，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到点到N点点的虚线运动由图可知，四根电场线的方向是的虚线运动由图可知，四根电场线的方向是沿电场线沿电场线_（填（填“向上向上”或或“向下向下”），），带电粒子在带电粒子在M、N两点中

14、，电势能较大的是两点中，电势能较大的是_点。点。M向下向下2如图，虚线如图，虚线a、b、c为某电场中的等势面，相为某电场中的等势面，相邻等势面间电势差相等。实线为一带正电粒子邻等势面间电势差相等。实线为一带正电粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q为轨迹上的两点。由此可知为轨迹上的两点。由此可知()Ac等势面电势最高等势面电势最高B粒子经过粒子经过P时电势能较大时电势能较大C粒子经过粒子经过Q时电势能较大时电势能较大D粒子经过粒子经过P时加速度较大时加速度较大cbaPQcbaMNABCD本讲稿第二十三页，共二十七页4在静电场中，关于场强和电势的说

15、法正确的是在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是 A电场强度大的地方，电势一定高电场强度大的地方，电势一定高B电势为零的地方，场强也一定为零电势为零的地方，场强也一定为零C场强为零的地方，电势也一定为零场强为零的地方，电势也一定为零D场强大小相同的点，电势不一定相同场强大小相同的点，电势不一定相同D电势的大小跟场强大小没有对应关系电势的大小跟场强大小没有对应关系3下述说法正确的是下述说法正确的是A在同一等势面上移动电荷，电场力不作功在同一等势面上移动电荷，电场力不作功B等势面上各点场强大小一定相等等势面上各点场强大小一定相等C电场中电势高处，电荷的电势能就大电场中电势高处，电荷的电势能就大D

16、电场强度大处，电荷的电势能就大电场强度大处，电荷的电势能就大A本讲稿第二十四页，共二十七页5一个电荷只在电场力作用下从电场中的一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移点移到到B点时，电场力做了点时，电场力做了5106J的功，那么的功，那么 A电荷在电荷在B处时将具有处时将具有5106J的电势能的电势能B电荷在电荷在B处将具有处将具有5106J的动能的动能C电荷的电势能减少了电荷的电势能减少了5106JD电荷的动能增加了电荷的动能增加了5106JCD电势能的数值与零电势的选取有关电势能的数值与零电势的选取有关W电电+W非电非电=D DEk本讲稿第二十五页，共二十七页6绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向

17、下的匀强电场中，场强为绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E在与环心等高处放有一质量为在与环心等高处放有一质量为m、带电、带电q的小球，由静的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是止开始沿轨道运动，下述说法正确的是A小球在运动过程中机械能守恒小球在运动过程中机械能守恒B小球经过环的最低点时速度最大小球经过环的最低点时速度最大C小球经过环的最低点时对轨道压力为（小球经过环的最低点时对轨道压力为（mgEq）D小球经过环的最低点时对轨道压力为小球经过环的最低点时对轨道压力为 3（mgqE）B与动能定理，圆周运动结合与动能定理，圆周运动结合本讲稿第二十六页，共二十七页7.如图所示，两个小球带有同样电荷如图所示，两个小球带有同样电荷q，两球心，两球心在同一竖直线上，彼此相距为在同一竖直线上，彼此相距为H，其中，其中B球固定。球固定。当质量为当质量为m的的A球以竖直向下的初速度球以竖直向下的初速度v0沿竖沿竖直方向下落时，能靠近直方向下落时，能靠近B球的最小距离为球的最小距离为h，则，则A球下落过程的始、末位置间的电势差为多大？球下落过程的始、末位置间的电势差为多大？由动能定理：由动能定理：本讲稿第二十七页，共二十七页