上海高中物理选修

电场的描述--------高二物理拓展课2008电场真空中的库仑定律：F=kQ1Q2/r2电场力的性质基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用电场强度定义式：E=F/q点电荷电场：E=kQ/r2匀强电场：E=U/d电场叠加形象描绘：电场线—电场线特点电场能的性质基本性质：电势、电势差电容器定义式：匀强电场：U=WAB/qU=Ed对放入其中的电荷有力的作用如何区别基本电荷、点电荷、检验电荷这三类电荷？哪些类电荷属理想模型？基本电荷是指所带的电量e=1.60×10－19C的电荷。点电荷是指不考虑形状和大小的带电体。检验电荷是指电量很小的点电荷，当它放入电场后不会影响该电场的性质。点电荷和检验电荷属理想模型。借助于检验电荷，从力和能两个角度研究电场，得出了那些结果？对电场研究得到了表征电场性质的两个物理量：电场强度和电势;。对处在电场中的电荷研究得到了描述电荷性质的两个物理量：电场力和电势能。一、从力的角度研究电场，发现电场强度是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。E是矢量。要区别公式:E=kQ／r2（点电荷电场）；匀强电场：E=U/d1、E=F/q（定义式）注意：E与q无关，不能认为E与____________，E=F____（对比R=，C=）2、电场的两种特例：注意：E的矢量性，求合场强时用平行四边形法则，Q只代表绝对值。二、从能的角度研究电场，发现电势也是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。ψ是标量。通常规定：无限远处的电势为零。电势的正负和大小是相对的，电势差的值是绝对的。例：在+Q（－Q）的电场中，ψ＞0（＜0）。电场强度与电势的区别电场强度E电势U1描述电场的力的性质描述电场的能的性质2定义电场中某点的场强等于放在该点的正电荷所受的电场力F跟正电荷电量q的比值。E=F/q.E在数值上等于单位正电荷所受的电场力电场中某点电势等于该点跟选定的标准位置（零电势）间的电势差，U=W/qU在数值上等于单位正电荷所具有的电势能3矢量标量4单位：N/c,V/mV（1V=1J/C)5联系：在匀强电场中UAB=Ed电势沿电场强度的方向降落三.电势能是电荷和电场所组成的系统共有的。规定：无限远处的电势能为零。方法一:根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）；方法二:将q、U带符号代入ε=qU计算，若ε＞0，则电势能增加。如何比较电荷电势能的大小呢？如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢？判断电场强度大小的几种方法：方法一:由定义式E=F／q决定；方法二:在点电荷电场中，E=kQ／r2；方法三:电力线密（疏）处强大（小）;方法四:在匀强电场中，场强处处相等；。判断电场强度方向的几种方法：方法一:根据规定，正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向；方法二:电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向；方法三:电场线降低最快的方向就是场强的方向。[例题1]如图1所示，A、B两点分别固定正、负电荷QA和Q，且QA﹥Q，把电荷q引入，则下列判断正确的是:⊕QAQ(图一)走“近”高考例2：如图所示，三个完全相同的的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，a所带电量的大小比b小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是［］A.F1B.F2C.F3D.F4cabF4F3F2F1cabF4F3F2F1不要忘了QaQb如何比较电场中任两点电势的高低呢？方法一:根据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越来越低；方法二:根据电势的定义式ψ=W/q，从电势的物理意义上分析判断;如：将+q从无穷远处移至+Q电场中的某点，外力克服电场力做功越多，则该点的电势越高；方法三:根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快的方向.方法四:根据电势差判断，若UAB＞0，则ψA＞ψB方法五:将q、W带符号代入ψ=W/q计算，若ψ＞0，则电势变高。[题3]是非题（并简要说明理由。）（A）在电场中，电场强度越大的地方电势越高。（B）若某区域内各点的电场强度均相等，则此区域内各点的电势一定相等。（C）原静止的点电荷在只受电场力时，一定从电势高处向电势低处运动。（D）两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、电势不为零。[例题4]将一个正电荷从无穷远处移入电场中M点，电场力做功为8.0×10－9焦。若将另一个等量的负电荷从无穷远处移入电场中N点，电场力做功为－9×10－9焦，则正确的结果是：（A）UM＜UN＜U0（B）UN＞UM＞U0（C）UN＜UM＜U0（D）UM＞UN＞U0方法一:根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）；方法二:将q、U带符号代入ε=qU计算，若ε＞0，则电势能增加。如何比较电荷电势能的大小呢？[题5]是非题（并简要说明理由。）（A）电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。（B）检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。（C）把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。（D）若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。（E）将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点，外力所做的功等于该电荷电势能的变化量。（F）电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小。如图所示A、B是正点电荷形成的电场中的一条电场线上的两点，以下说法正确的是（）A.A点场强大于B点的场强B负电荷在B点受到的电场力比在A点的大C正电荷从B点到A点的电势能一定增加D负电荷从A点到B点的电势能一定减少AB电子的电量为e，质量为m，以速度V从A点沿电场线方向射进场强为E的匀强电场中，如图所示，若它到达B时速度为零，则A、B两点的电势差。EBAACU=mV2/2e····例题6：在上图所示，为一点电荷Q形成的电场中一个带正电的粒子通过时的运动轨迹，虚线表示电场的两个等势面，则下面结论正确的是：(A)等势面电势UAUB，粒子动能EKAEKB(B)等势面电势UAUB，粒子动能EKAEKB(C)等势面电势UAUB，粒子动能EKAEKB(D)等势面电势UAUB，粒子动能EKAEKBQBA把你的解题思路展示给大家四、本单元重要的科学研究方法:（1）用比值定义物理量（2）类比（3）运用形象思维（4）寻求守恒规律（5）实验检测本单元中用比值定义的物理量有：电场强度E=F/q电势差UAB=WAB/q以往学习过的有：物质的密度ρ=m/V、比热容C=△Q/m•△T、导体的电阻R=U/I等。1.电场与重力场2.电场强度（E=F/q）与重力场强度（即重力加速度g=G/m）3.电场力做功与重力做功的特点（与路径无关）4.电势能与重力势能用假想的电场线描述电场的性质（电场强弱、电势高低）1.本单元新增了电荷守恒定律。2.由电势能的参与而丰富了能量转化和守恒定律的内涵。•用验电器检测物体上是否带电、带何种电、带多少电。•用静电计检测导体间电势差。五、电容器：1、电容的概念：定义：_________定义式：__________物理意义：表示电容器的特性——容纳电荷的能力。单位：1法拉（F）=____微法拉（F）=______皮法拉（PF）2、平板电容器：___________（决定式）注意：C与Q无关。