2 高中物理专题-点电荷形成的电场中的场强和电势分布特点
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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。
电势中点电势最高,由中点至无穷远处逐渐降低至零。
等量异种点电荷电场线大部分是曲线,起于正电荷,终止于负电荷;有三条电场线是直线。
电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电荷的一边每一点电势为负。
连线上场强以中点最小不等于零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相同,都是由正电荷指向负电荷;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
电势由正电荷到负电荷逐渐降低,中点电势为零。
中垂线上场强以中点最大;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相同,都是与中垂线垂直,由正电荷指向负电荷;由中点至无穷远处,逐渐减小。
电势中垂面是一个等势面,电势为零(以无穷远处为零电势点,场强为零)(以无穷远处为零电势点,场强为零)注意:电场线、等势面的特点和电场线与等势面间的关系:①电场线的方向为该点的场强方向,电场线的疏密表示场强的大小。
等量的点电荷形成的电场中的场强和电势特点一. 等量的同种电荷形成的电场的特点(以正电荷形成的场为例)设两点电荷的带电量均为q,间距为R,向右为正方向1.场强特点:在两个等量正电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减后增,即中点O处, 场强最小为0;场强的方向先向右再向左, 除中点O外,场强方向指向中点O在两个等量正电荷连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小先增后减;场强的方向由O点指向N(M)。
外推等量的两个负电荷形成的场结论:在两个等量负电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减后增,中点O处, 场强最小为零;场强的方向先向左再向右(除中点O外)。
在等量负电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小先增后减,场强的方向由N(M)指向O点2.电势特点:在两个等量正电荷的连线上,由A点向B点方向,电势先减后增,中点O处, 电势最小,但电势总为正。
在两个等量正电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电势一直减小且大于零,即O点最大,N(M)点为零外推等量的两个负电荷形成的场在两个等量负电荷连线上,由A点向B点方向,电势先增后减,在中点O处, 电势最大但电势总为负;在两个等量负电荷连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电势一直增大且小于零,即O点最小,N(M)点为零二:等量的异种电荷形成的电场的特点1.场强特点在两个等量异种电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减小后增大,中点O处场强最小;场强的方向指向负电荷在两个等量异种电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小一直在减小;场强的方向平行于AB连线指向负电荷一端2.电势特点:在两个等量异种电荷的连线上,由A点向B点方向,电势一直在减小,中点O处电势为零,正电荷一侧为正势,负电荷一侧为负势。
等量异种电荷连线的中垂线上任意一点电势均为零即等量异种电荷的连线的中垂线(面)是零势线(面)库仑定律内容表述:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比.作用力的方向在两个点电荷的连线上公式: 静电力常量:k = 9.0×109 N·m2/C2库仑定律适用条件:真空中,点电荷点电荷——理想化模型,实际上是不存在的.但只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略,带电体就可以看作点电荷.并非是体积小就能当点电荷(理想化研究方法)启示与小结:可以看出,万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似,只有质量和电荷量的区别,体现了科学的一种对称美,它们的实质区别是:首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力,绝没有相排斥的力.其次,由计算结果看出,电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多,因此在研究微观带电粒子间的相互作用时,主要考虑静电力,万有引力虽然存在,但相比之下非常小,所以可忽略不计电场:是力的作用媒介:电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的,电荷的周围都存在电场,电场的物质性是客观存在的,具有物质的基本属性——质量和能量。
等量的点电荷形成的电场中的场强和电势特点一. 等量的同种电荷形成的电场的特点(以正电荷形成的场为例)设两点电荷的带电量均为q,间距为R,向右为正方向1.场强特点:在两个等量正电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减后增,即中点O处, 场强最小为0;场强的方向先向右再向左, 除中点O外,场强方向指向中点O在两个等量正电荷连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小先增后减;场强的方向由O点指向N(M)。
外推等量的两个负电荷形成的场结论:在两个等量负电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减后增,中点O处, 场强最小为零;场强的方向先向左再向右(除中点O外)。
在等量负电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小先增后减,场强的方向由N(M)指向O点2.电势特点:在两个等量正电荷的连线上,由A点向B点方向,电势先减后增,中点O处, 电势最小,但电势总为正。
在两个等量正电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电势一直减小且大于零,即O点最大,N(M)点为零外推等量的两个负电荷形成的场在两个等量负电荷连线上,由A点向B点方向,电势先增后减,在中点O处, 电势最大但电势总为负;在两个等量负电荷连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电势一直增大且小于零,即O点最小,N(M)点为零二:等量的异种电荷形成的电场的特点1.场强特点在两个等量异种电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减小后增大,中点O处场强最小;场强的方向指向负电荷在两个等量异种电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小一直在减小;场强的方向平行于AB连线指向负电荷一端2.电势特点:在两个等量异种电荷的连线上,由A点向B点方向,电势一直在减小,中点O处电势为零,正电荷一侧为正势,负电荷一侧为负势。
等量异种电荷连线的中垂线上任意一点电势均为零即等量异种电荷的连线的中垂线(面)是零势线(面)库仑定律内容表述:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比.作用力的方向在两个点电荷的连线上公式: 静电力常量:k = 9.0×109 N·m2/C2库仑定律适用条件:真空中,点电荷点电荷——理想化模型,实际上是不存在的.但只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略,带电体就可以看作点电荷.并非是体积小就能当点电荷(理想化研究方法)启示与小结:可以看出,万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似,只有质量和电荷量的区别,体现了科学的一种对称美,它们的实质区别是:首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力,绝没有相排斥的力.其次,由计算结果看出,电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多,因此在研究微观带电粒子间的相互作用时,主要考虑静电力,万有引力虽然存在,但相比之下非常小,所以可忽略不计电场:是力的作用媒介:电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的,电荷的周围都存在电场,电场的物质性是客观存在的,具有物质的基本属性——质量和能量。
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
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。
等量的点电荷形成的电场中的场强和电势特点一. 等量的同种电荷形成的电场和电势的特点(设两点电荷的带电量均为q,间距为R,向右为正方向)1.场强特点:1)在两个等量正电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减后增,即中点O处, 场强最小为0;场强的方向先向右再向左, 除中点O外,场强方向指向中点O2)在两个等量正电荷连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小先增后减;场强的方向由O点指向N(M)。
2.电势的特点:在两个等量正电荷的连线上,由A点向B点方向,电势先减后增,中点O处, 电势最小,但电势总为正。
在两个等量正电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电势一直减小且大于零,即O点最大,N(M)点为零二.等量的两个负电荷形成的电场和电势的特点1.场强特点:由A点向B点方向,电场强度的大小先减后增,中点O处, 场强最小为零;场强的方向先向左再向右(除中点O外)。
在等量负电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小先增后减,场强的方向由 N(M)指向O点2.电势特点:在两个等量负电荷连线上,由A点向B点方向,电势先增后减,在中点O处, 电势最大但电势总为负;在两个等量负电荷连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电势一直增大且小于零,即O点最小,N(M)点为零三.等量的异种电荷形成的电场和电势的特点1.场强特点:在两个等量异种电荷的连线上,由A点向B点方向,电场强度的大小先减小后增大,中点O处场强最小;场强的方向指向负电荷在两个等量异种电荷的连线的中垂线上,由O点向N(M)点方向,电场强度的大小一直在减小;场强的方向平行于AB连线指向负电荷一端2.电势特点:在两个等量异种电荷的连线上,由A 点向B 点方向,电势一直在减小,中点O 处电势为零,正电荷一侧为正势,负电荷一侧为负势。
等量异种电荷连线的中垂线上任意一点电势均为零即等量异种电荷的连线的中垂线(面)是零势线(面)例1. 如图为真空中两点电荷A 、B 形成的电场中的一簇电场线,已知该电场线关于虚线对称,O 点为A 、B 电荷连线的中点,a 、b 为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( ).A .A 、B 可能带等量异号的正、负电荷B .A 、B 可能带不等量的正电荷C .a 、b 两点处无电场线,故其电场强度可能为零D .同一试探电荷在a 、b 两点处所受电场力大小相等,方向一定相反解析 根据题图中的电场线分布可知,A 、B 带等量的正电荷,选项A 、B 错误;a 、b 两点处虽然没有画电场线,但其电场强度一定不为零,选项C 错误;由图可知,a 、b 两点处电场强度大小相等,方向相反,同一试探电荷在a 、b 两点处所受电场力大小相等,方向一定相反,选项D 正确.答案 D变式1. (2013·山东卷,19)如图所示,在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷+Q 、-Q ,虚线是以+Q 所在点为圆心、L 2为半径的圆,a 、b 、c 、d 是圆上的四个点,其中a 、c 两点在x 轴上,b 、d 两点关于x 轴对称.下列判断正确的是( ).A .b 、d 两点处的电势相同B .四个点中c 点处的电势最低C .b 、d 两点处的电场强度相同D .将一试探电荷+q 沿圆周由a 点移至c 点,+q 的电势能减小解析 根据等量异种点电荷电场线及等势线的分布可知b 、d 两点电势相同,电场强度大小相等、方向不同,选项A 对,C 错.c 点电势为0,由a 经b 到c ,电势越来越低,正电荷由a 经b 到c 电势能越来越小,选项B 、D 对.答案ABD练习1、两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ 于O点,A为MN上的一点.一带负电的试探电荷q,从A由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则A.q由A向O的运动是匀加速直线运动B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C.q运动到O点时的动能最大D.q运动到O点时的电势能为零。
两个点电荷电场线散布示意图及场强电势特色等量同种负点电荷电场线大部分曲直线,起于无限远,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;关于中点对称的随意率性两点场壮大小相等,偏向相反,都是变节中点;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下降,中点电势最高不为零.中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的随意率性两点场壮大小相等,偏向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无限远处,先增大再减小至零,必有一个地位场强最大.电势中点电势最低,由中点至无限远处逐渐升高至零.等量同种正点电荷电场线大部分曲直线,起于正电荷,终止于无限远;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;关于中点对称的随意率性两点场壮大小相等,偏向相反,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下降再升高,中点电势最低不为零.中垂线上场强以中点最小为零;关于中点对称的随意率性两点场壮大小相等,偏向相反,都沿着中垂线指向无限远处;由中点至无限远处,先增大再减小至零,必有一个地位场强最大.电势中点电势最高,由中点至无限远处逐渐下降至零.等量异种点电荷电场线大部分曲直线,起于正电荷,终止于负电荷;有三条电场线是直线.电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电荷的一边每一点电势为负.连线上场强以中点最小不等于零;关于中点对称的随意率性两点场壮大小相等,偏向雷同,都是由正电荷指向负电荷;由连线的一端到另一端,先减小再增大.电势由正电荷到负电荷逐渐下降,中点电势为零.中垂线上场强以中点最大;关于中点对称的随意率性两点场壮大小相等,偏向雷同,都是与中垂线垂直,由正电荷指向负电荷;由中点至无限远处,逐渐减小.电势中垂面是一个等势面,电势为零(以无限远处为零电势点,场强为零)孤立点电荷电场线散布示意图及场强电势特色(以无限远处为零电势点,场强为零)留意:电场线.等势面的特色和电场线与等势面间的关系:①电场线的偏向为该点的场强偏向,电场线的疏密暗示场强的大小.②电场线互不订交,等势面也互不订交.③电场线和等势面在订交处互相垂直.④电场线的偏向是电势下降的偏向,并且是下降最快的偏向. ⑤电场线密的地方等差等势面密;等差等势面密的地方电场线也密.电容器动态变更的两类典范问题评论辩论 孤立的正点电荷电场线 直线,起于正电荷,终止于无限远. 场强离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点构成的球面上场壮大小相等,偏向不合. 电势离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点构成的球面是等势面,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,起于无限远,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构成的球面上场壮大小相等,偏向不合. 电势离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点构成的球面是等势面,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.平行板电容器充电后,持续保持电容器南北极板与电池南北极相衔接,若电容器的d.S.ε变更,将引起电容器的C.Q.U.E如何变更:因为电容器始终衔接在电池上,是以两板间的电压保持不变,可依据下列几式评论辩论C.Q.E的变更情形平行板电容器充电后,割断与电池的衔接,若电容器的d.S.ε变更,将引起电容器的C.Q.U.E如何变更:因为电容器充电后,割断与电池的衔接,使电容器的带电量保持不变,可依据下列几式评论辩论C.U.E的变更情形。
两个点电荷电场线分布示意图及场强电势特点大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有 以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强 一端到另一端,先减小再增大。
最高不为零。
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; 场强 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。
中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至 电势 零。
大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有 电场线 两条电场线是直线。
等量同种正点电场线 两条电场线是直线。
电势 每点电势为负值。
场强 大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的 等量同种负点电荷、、\\"山由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势 电势 电势 每点电势为正值。
场强 电势以中点最小为零;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。
由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势 电荷荷的一边每一点电势为负。
以中点最大;关于中点对称的任意两点场强大小指向负电荷:由中点至无穷远处,逐渐减小。
(以无穷远处为零电势点,场强为零)孤立点电荷电场线分布示意图及场强电势特点场强电势电场线电势最低不为零。
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。
中点电势最高,由中点至无穷远处逐渐降低至零。
大部分是曲线,起于正电荷,终止于负电荷;有三条电场线是直线。
中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电等量异种点电以中点最小不等于零:关于中点对称的任意两点 场强 场强大小相等,方向相同,都是由正电荷指向负电势 电荷;由连线的一端到另一端,先减小再增大。
由正电荷到负电荷逐渐降低,中点电势为零。
场强 相等,方向相同,都是与中垂线垂直,由正电荷电势 中垂面是一个等势面,电势为零荷电场线直线,起于正电荷,终止于无穷远。