内容正文:
电场的性质
一、核心知识回顾
1.电场强度、电势、电势能和电势差
(1)电场强度:E=,E=k,E=;
(2)电势:φ=;
(3)电势能:Ep=qφ,ΔEp=Ep2-Ep1=-W电;
(4)电势差:UAB=φA-φB=.
2.电场线、等势面和运动轨迹
(1)熟记点电荷、等量同种点电荷、等量异种点电荷的电场线及等势面的分布;
(2)沿电场线方向电势逐渐降低;
(3)电场线和等势面同密同疏,在相交处互相垂直;
(4)电场力的方向既指向轨迹内侧,又沿电场线的切线方向;速度方向沿轨迹的切线方向.
(5)结合轨迹、速度方向与电场力的方向,确定做功的正负,从而判断动能、电势能和电势的变化;
(6)粒子仅在电场力作用下的运动轨迹为直线的条件:电场线一定为直线且粒子由静止或沿(逆)着电场线开始运动.
二、重要方法点拨
1.电场强度的叠加
(1)若空间中有几个点电荷,则某点的场强等于各点电荷在该点产生场强的矢量和.
(2)电场强度叠加时四种特殊求解方法
①对称法:如等量同种点电荷关于连线中点O对称的点场强等大反向;等量异种点电荷关于连线中点O对称的点场强等大同向;等量同种(异种)点电荷关于连线轴和中垂线轴对称的点场强大小相等.
②补偿法:如图1所示,若只在半球面AB上均匀分布正电荷,我们就可以补成一个完整的带电球面,在球壳外部可认为是集中在球心的点电荷形成的电场,球壳内部场强为0.
图1
③等效法:点电荷和无限大的接地金属平板间的电场与等量异种点电荷之间的电场分布相同.
④微元法:如图2,长为l的均匀带电细杆ab,若比较P1、P2处的场强大小,可将均匀带电细杆等分为很多段,每段可看成点电荷来处理;带电杆在P2点场强大于在P1点场强.
图2
2.匀强电场中电场强度与电势差的关系
(1)E=是计算式,E和U的大小没有必然联系;
(2)匀强电场中,平行等间距的两线段电势差相等.
3.电势高低判断方法
(1)沿着电场线方向,电势越来越低;
(2)正电荷在电势能大处,电势高;负电荷在电势能大处,电势低.
4.判断电势能大小变化的方法
(1)电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增大;
(2)正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大;
(3)只有电场力做功时,电荷的电势能与动能之和守恒.
电容器 带电粒子在电场中的运动
一、核心知