1. 电场
1、概念:存在于电荷周围的一种特殊物质。场与实物是两种不同的物质存在形式。
2.性质:对置于其中的电荷有强烈的作用,电荷之间通过电场相互作用。
3、静电场:由静电荷产生的电场。即源电荷是静止的,置于静电场中的带电粒子(体)、试验电荷等可以是静止的,也可以是运动的。
2. 电场强度
1.两种功能不同的电荷:
(1)测试电荷:用来测试电场的存在及其强度分布的电荷。电荷的数量和大小必须很小。
(2)场源电荷:产生电场的电荷。
源电荷在周围产生电场,电场通过电场对置于其中的测试电荷和带电粒子施加力,因此电场具有力的性质,那么用什么物理量来描述电场的力的性质呢?
2、定义:电场中某一位置处测试电荷所受的力正比于它的电荷F=Eq,即电场中某一点处测试电荷所受的电场力F与该测试电荷的电荷q之比。
它是由电场与位置决定的一个常数E(一般在电场的不同位置,比例常数E是不同的),它反映了该点电场力的性质,称为电场强度。
3、定义:E=
、比率法定义
4. 单位:N/C或V/m。
5、方向:电场强度是一个矢量,它规定电场中某一点的电场强度的方向与该点上正电荷所受静电力的方向相同。
6.电场强度的理解:
(1)电场强度反映电场力的性质。电场中某一点的E=1N/C的物理意义是,该点对1C的电荷施加的电场力为1N。
(2)唯一性:电场中某一点的电场强度E是唯一的。它由电场本身的特性(组成电场的电荷及其空间位置)决定,不受是否放置测试电荷、放置电荷的电性质、电荷数量的多少等影响。电场中不同地方的电场强度一般是不同的。
(3)矢量性:电场强度描述的是电场的强弱,是一个矢量,其方向与该点正电荷上电场力的方向相同高中物理 电场强度,与该点负电荷上电场力的方向相反。
7. 公式 E =
及E=
区别
3.点电荷电场与电场叠加
1. 真空中点电荷的场强
(1)尺寸:E = k
(2)方向:当Q为正电荷时,在电场中P点,E的方向从Q指向P;当Q为负电荷时,E的方向从P指向Q。
2. 电场强度的叠加
如果源电荷不仅仅是一个点电荷,那么电场中某一点的电场强度就是该点上各个点电荷产生的电场强度的矢量和。
4.电场线与均匀电场
1.电场线:在电场中画出的有向曲线,曲线上各点的切线方向与该点电场强度的方向一致。
2、电场线的特点:
(1)它始于无穷远处或正电荷,止于负电荷或无穷远处。
(2)任意两条电场线不相交。
(3)电场线的疏密程度表示电场的强度。
(4)电场线不是实线,而是为了形象地描述电场而用虚线表示的。
3. 均匀电场
(1)定义:在所有点上,都具有相等大小和相同方向的电场。
(2)均匀电场的电场线:等间距的平行直线。
4.电场线的应用
(1)电场强度的比较:场强的地方电场线较密,场弱的地方电场线较稀疏,因此可以根据电场线的疏密来比较场强。
(2)确定电场强度的方向:电场线上每一点的切线方向,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。这可以从以下几种情况来讨论:
(1)当运动轨迹与电场线重合时,需同时满足以下条件:
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行进;
③带电粒子只受到电场力贝语网校,或电场线所在直线上其他力的合力的作用。
(2)只有在电场力作用下,带电粒子才会作曲线运动,不与电场线重合,具体情况如下:
① 当电场线为直线时,有初速度,且初速度不与电场线共线;
②电场线是曲线。
6. 常见电场线
类型
显卡
特征
点电荷
正点电荷 负点电荷
(1)距离一个点电荷越近,电场线越密,场强越强。 (2)如果以这个点电荷为中心构造一个球体,则电场线处处都垂直于这个球体,这个球体上场强的大小处处相同,方向不同
大小相等、符号相反的点电荷
(1)在两个点电荷连线上的每一点处,电场线的方向都是从正电荷指向负电荷,中点处的场强最小,越靠近点电荷,场强越强。
(2)在两个点电荷连线的垂直平分线(垂直角平分线)上,电场线的方向相同,即场强方向相同,且始终垂直于垂直平分线(线)。
(3)沿O点到无穷远的垂直平分线高中物理 电场强度,场强逐渐减弱
等大小、等符号的点电荷
(1)两点电荷连线中点O处的电场强度为零,此处没有电场线。中点O附近的电场线很稀疏,但场强不为零。
(2)在两个点电荷连线的垂直平分线上,场强方向总是沿着平面(线)远离O(等量正电荷)或向着O(等量负电荷)移动。
(3)在从O点到无穷远处的垂直平面(线)上,场强先增大后减小。