内容正文:
第十章 静电场中的能量
清单01 静电力做功和电势能
一、静电力做功和电势能
1.静电力做功
(1)特点:静电力做的功与电荷经过的路径 ,只与电荷量和电荷移动过程的 有关。(无关,初末位置)
(2)计算方法
①W=qEd,只适用于 电场,其中d为带电体沿 的位移。(匀强,电场方向)
②WAB= ,适用于任何电场。(qUAB)
2.电势能
(1)定义:电荷在电场中具有的势能。
(2)说明:电势能具有相对性,通常把电荷在离场源 或把电荷在 的电势能规定为0。(无限远处,大地表面)
3.静电力做功与电势能变化的关系
(1)静电力做的功等于电荷电势能的 ,即WAB=EpA-EpB。(减少量)
(2)通过WAB=EpA-EpB可知:静电力对电荷做多少 ,电荷的电势能就减少多少;静电力对电荷做多少 ,电荷的电势能就增加多少。(正功、负功)
(3)电势能的大小:由WAB=EpA-EpB可知,若令EpB=0,则EpA=WAB,即一个电荷在电场中某点的电势能,等于把它从这点移到 时静电力所做的功。(零势能位置)
清单02 电势 等势面 电势差
1.电势
(1)定义:电荷在电场中某一点所具有的的电势能与它的电荷量之比。
(2)定义式: 。(φ=)
(3)矢标性:电势是 ,有正负之分,正号表示该点电势比零电势 ;负号表示该点电势比零电势 。(标量,高,低)
(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
2.等势面
(1)定义:电场中 的各点构成的面。(电势相同)
(2)四个特点
①在同一等势面上移动电荷时电场力 。(不做功)
②电场线一定与等势面 ,并且从电势 的等势面指向电势 的等势面。(垂直,高,低)
③等差等势面越密的地方电场强度越 ,反之越 。(大,小)
④任意两个等势面都不相交。
3、 电势差
(1)定义:在电场中,两点之间电势的差值。
(2)定义式: (UAB=φA-φB)
(3)静电力做功与电势差的关系
①电荷q在电场中从A点移动到B点时,静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。WAB=EpA-EpB=q(φA-φB)=qUAB,UAB= 。()
②电势差UAB由 决定,与移动的电荷q及电场力做的功WAB ,与零电势点的选取 。(电场本身的性质,无关,无关)
4.电势差与电势的关系:UAB= ,UAB=-UBA。(φA-φB)
5.匀强电场中电势差与电场强度的关系
①电势差与电场强度的关系式:UAB= ,其中d为电场中两点间沿电场方向的距离。(Ed)
②电场强度的方向和大小与电势差的关系:电场中,电场强度方向指向 最快的方向;在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿 方向每单位距离上降低的电势。(电势降低,电场强度)
清单03 静电感应和静电平衡
1.静电感应
当把一个不带电的金属导体放在电场中时,导体的两端分别感应出等量的正、负电荷,“近端”出现与施感电荷 的感应电荷,“远端”出现与施感电荷 的感应电荷。(异种,同种)
2.静电平衡
(1)定义:导体放入电场中时,附加电场与原电场的场强在导体内部大小相等且方向相反,使得叠加场强为零时,自由电荷 发生定向移动,导体处于静电平衡状态。(不再)
(2)处于静电平衡状态的导体的特点
①导体内部的场强 ;(处处为零)
②导体是一个等势体,导体表面是 ;(等势面)
③导体表面处的场强方向与导体表面 ;(垂直)
④导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体的 表面上;(外)
⑤在导体外表面越 的位置,净电荷的密度(单位面积上的电荷量) ,凹陷的位置几乎 净电荷。(尖锐,越大,没有)
清单04 电容器及电容
1.电容器
(1)组成:由两个彼此 又相距很近的导体组成。(绝缘)
(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的 。(绝对值)
(3)电容器的充、放电
①充电:电容器充电的过程中,两极板的电荷量增加,极板间的电场强度增大,电