几种电场
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电场基本概念基本概念、公式及规律:1.两个规律:(1)库仑定律:真空中两个点电荷之间的相互作用力大小, 跟它们的电荷量的乘积成正比, 跟它们之间距离的二次方成反比, 方向在它们的连线上.(在判断方向时还要结合“同种电荷相互推斥,异种电荷相互吸引”的规律.)(2)电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消失,只能由一个物体转移到另一个物体上,或者从物体的一部分转移到另一部分,且总量保持不变.2.两个概念:(1)电场强度:①电场强度是从力的角度来描述电场的性质;②电场中某一确定的点的电场强度是一定的(包括大小、方向).(2)电势: ①电势是从能量的角度来描述电场的性质; ②电场中某一确定点的电势在零势点确定之后是一定的;③某一点的电势跟零势点的选取有关, 而两点间的电势差却跟零势点的选取无关.3.公式:(1)电场力: ①F = k②F =qE(2)电场强度: ①E = ②E = k③E =(3)电势差:①U AB = ②U AB =-③U =Ed(4)电场力做功:①W =qU ②W电= - △E P③W =Fscos(5)电势能: E P =q(6)电容: ①C =②C =注意:以上各公式的选用条件。
重要规律:1.与电场强度相关的规律:(1)电场力的方向:正电荷在电场中所受电场力的方向跟电场的方向相同,而负电荷所受电场力的方向跟电场方向相反.(2)电场线:①电场线是理想模型,实际并不存在,它可形象地用来描述电场的分布.②电场中任意两条电场线不会相交.③电场线的疏密程度可定性的用来表示电场的强弱.④电场线起始于正电荷(或无穷远处),终止于负电荷(或无穷远处)⑤沿着电场线的方向电势越来越低;电场方向就是电势降低最快的方向.⑥电场线不是电荷的运动轨迹; 电场线与电荷运动轨迹重合的条件是:①电场线必须是直线;②带电粒子只受电场力的作用;③带电粒子初速度为零或者初速度的方向与电场线的方向在同一条直线上.2.与电势相关的规律:(1)电场力做功及电势能:①电场力做功跟路径无关,只跟初末位置的电势差有关.②电场力做多少正功,电势能就减少多少;电场力做多少负功,电势能就增加多少.(即: W电= - △E P)③正电荷在电势高的地方电势能大;负电荷在电势高的地方电势能反而小.④在只受电场力作用,且初速度为零的情况下:正电荷总是向电势低的方向运动;而负电荷总是向电势高的方向运动.概言之,无论是正电荷,还是负电荷,都向着电势能减小的方向运动.⑤在只受电场力作用时,电荷动能与电势能的总量保持不变.(但不能叫机械能守恒定律)⑥如果电场力对正电荷做正功,则说明电荷是向电势降低的方向运动的;如果电场力对负电荷做正功,则说明电荷是向电势升高的方向运动的.反之则相反。
几种特殊电场中场强和电势的分布及应用
一、静电场
静电场是指没有电流流动的电场,它的场强和电势只取决于电荷的分布,不受时间和空间的限制。
它的分布是由电荷的分布决定的,它的应用主要是用来解决静电问题。
二、电动势场
电动势场是指在电荷的运动过程中产生的电场,它的场强和电势受到时间和空间的限制。
它的分布是由电荷的运动速度和加速度决定的,它的应用主要是用来解决动电问题。
三、磁场
磁场是指由电流产生的电场,它的场强和电势受到时间和空间的限制。
它的分布是由电流的分布和方向决定的,它的应用主要是用来解决磁力学问题。
四、电磁场
电磁场是指由电荷和电流产生的电场,它的场强和电势受到时间和空间的限制。
它的分布是由电荷和电流的分布和方向决定的,它的应用主要是用来解决电磁学问题。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图孤立点电荷周围的电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场+匀强电场----点电荷与带电平二、列表比较下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
孤立离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不场强的同。
正点离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为电势电荷正。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。
孤立离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不场强的同。
负点离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为电势电荷负。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
等量电势每点电势为负值。
同种连以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中负点场强线点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电荷上电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂场强垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
线中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
电势上电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。
电势每点电势为正值。
连以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中等量场强线点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
同种上电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
正点中以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂电荷场强垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
几种常见电场中电场线的分布及特点1.正、负点电荷的电场中电场线的分布
特点:
a、离点电荷越近,电场线越密,场强越大
b、以点电荷为球心作个球面,电场线处处
与球面垂直,在此球面上场强大小处处相
等,方向不同。
2.等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
特点:
a、沿点电荷的连线,场强先变小后变大
b、两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,
且总与中垂面(中垂线)垂直
c、在中垂面(中垂线)上,与两点电荷连线的中点0等距
离各点场强相等。
3.等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况
特点:
a、两点电荷连线中点O处场强为0
b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏,但场强并不
为0
c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图点电荷的电场线等量异种点电荷电场线等量同种正电荷电场线二、列表比较下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的正点电荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
孤立的负点电荷电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。
场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量同种正点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。
电势每点电势为正值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
等势里:一、定义:电场中电势相等的面形成的里二、等势里的本量:①正在共一等势里上各面电势相等,所以正在共一等势里上移动电荷,电场力没有干功②电场线跟等势里一定笔直,而且由电势下的等势里指背电势矮的等势里.③等势里越稀,电场强度越大 ④等势里没有相接,没有相切三、等势里的用途:由等势里描画电场线,推断电场中电势的下矮.四、几种电场的电场线及等势里①面电荷电场中的等势里:以面电荷为球心的一簇球里如图l所示.②等量同种面电荷电场中的等势里:是二簇对于称直里,如图2所示.③等量共种面电荷电场中的等势里:是二簇对于称直里,如图3所示.④匀强电场中的等势里是笔直于电场线的一簇仄里,如图4所示.⑤形状没有准则的戴电导体附近的电场线及等势里,如图5所示.注意:戴目标的线表示电场线,无目标的线表示等势里.图中的等势“里”画成了线,即以“线”代“里”.等势里:一、定义:电场中电势相等的面形成的里二、等势里的本量:①正在共一等势里上各面电势相等,所以正在共一等势里上移动电荷,电场力没有干功②电场线跟等势里一定笔直,而且由电势下的等势里指背电势矮的等势里.③等势里越稀,电场强度越大④等势里没有相接,没有相切三、等势里的用途:由等势里描画电场线,推断电场中电势的下矮.四、几种电场的电场线及等势里①面电荷电场中的等势里:以面电荷为球心的一簇球里如图l所示.②等量同种面电荷电场中的等势里:是二簇对于称直里,如图2所示.③等量共种面电荷电场中的等势里:是二簇对于称直里,如图3所示.④匀强电场中的等势里是笔直于电场线的一簇仄里,如图4所示.⑤形状没有准则的戴电导体附近的电场线及等势里,如图5所示.注意:戴目标的线表示电场线,无目标的线表示等势里.图中的等势“里”画成了线,即以“线”代“里”.。
匀强电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场点电荷与带电平孤立点电荷周围的电场 几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表重点一、场强分布图二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的正点电荷 电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。
场强 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
孤立的 负点电荷电场线直线,起于无穷远,终止于负电荷。
场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。
电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。
等量同种负点电荷电场线大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量电场大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条同种正点电荷线电场线是直线。
电势每点电势为正值。
连线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。
中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。