物理笔记电场能的性质

32电场能的性质■L-_强L电场的概念(1)9世£(1)9世£30年代，法拉第提出一种观点，认为电荷间的作用不EEKI5ST而是通过场来传递电场：存在于电荷周围，传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质•电荷间

的作用总是通过电场进行的，虽然看不见摸不着也无法称量，但电场是客观存在»,只要电荷存在它周围就存在电场-,^^*^^*^jy.Gw静电场：静止的电荷周围存在的电场称为静电场(运动的电荷或变化的磁Gw场产生的电场称为涡旋电场)电场的基本性质：对放入其中的电荷(不管是运动的还是静止的)有力的作用。电场具有能量和动量⑸电场力：电场对于处于其中的电荷的作用力称为电场力。2.电场强度■电场力的性质)电场强度：放入电场中某一点的电荷受到的电场力晾它的电荷■＜的出叫做该点的电场强度，简称场强。(2)大小:E=F(定义式，适用于一切电场).(3)方向：规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向，负电荷受电场力的^方向与该点的场强方向相反(4)«位:nc或伽zi-njMhxhme•4tt2^^rJikE±aJz6^ijsaajaig_■■■iTiLimLurr■.仁rrAf・jM-Tm・(5)^物^理^意^义：^K^E^该^处电^场的^强^弱^0^方向，^是^描^述^电^场^力的^性^质^9^0^理^K,场强是矢量。-3^三种电场的电场:电场强度的定义式,适用于任何电场；QE=k一：真空中点电荷的电场强度公式，适用于真空中的点电荷；UE=一:匀强电场中电场强度与电势差的关系式，适用于d匀强电场。电场线）电场线：为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱（ 电场线特点：电场线是人们为了研究电场而假想出来的，实际电场中并不存在。静电场的电场线总是从正电荷（或无穷远）出发，到负电荷（或无穷远）终止不是闭合曲线•（这一点要与涡旋电场的电场线以及磁感线区别）。电场中的电场线永远不会相交。电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹，也不能确定电荷的速度方向。带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力和初速度共同决定只有当电场线为［线，初速度为零或初速度方向与电场线平行且仅受电场力作用时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合电场线的切线方向表示该点场强的方向，疏密表示该点场强的大小，同一电场中电场线越密的地方场强越大，没有画出电场线的地方不一定没有电场。存在电场线并不只存在于纸面上而是分布于整个立体空间。存在几种典型电场的电场线分布（1）孤立点电荷周围的电场：育点电荷越近，电场线越密，场强越大；在点电荷形成的电场中，不存在场强相等的点；者以点电荷为球心作一个球面，电场线有球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同。（2）等■异种点电荷的电场（连线和中垂线上的电场特点）两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场方向场强先变小再变大；两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，且与中垂面（中垂线）垂直;在中垂线（中垂面）上，与两点电荷连线的中点等距离的各点场强相等;从两点电荷连线中点沿中垂直（中垂线）到无限远，电场强度一直变小。（3）等■同种点电荷的电场（连线和中垂线上的电场特点）③础电荷连线中点0处场强为0，此处无场强；础电荷连线中点。附近的电场线非常稀疏，但场强林为；从两点电荷连线中点。沿中垂面（中垂线）到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小。匀强电场场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称为匀强电场，匀强电场中的电场线是等距的平行线，平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两极之间除边缘外就是匀强电场。点电荷与导体平板（）电场与平板表面垂直，平板表面为等势虱（2）带电物体在平板上的运动，受电质力垂直于平板，物体动能不变。二电势能与电势

电势能的概念，零势能面）由于静电场力对点电荷＜所做的功与路径无关，因此，我们可以为点电荷4在在电场中的不同位置引入一个确定的数数值【来反映其在静电场中所附加的能的属性，电场中的不同位置引入一个确定的数数值【来反映其在静电场中所附加的能的属性，并称之为电势能（类比于重力势能）。电势能：由电荷和电荷在电场中的相对位■决定的能■叫电势能，记为E^零势能面：电势能的大小具有相对性，因此，要确定其具体数值时，需要零势能面：电势能的大小具有相对性，因此，要确定其具体数值时，需要选定一个零电势能S4类比于重力势能的零势S）^常取无穷远处或大地为电势能和零点。但需要注意的是电势能的变化是绝对的，与零电势能位■的选择电势能有正负，电势能为正时表示电势能比参考点的电势能大，电势能为负时表示电势能比参考点的电势皿电势能是属于电荷和电场所共有，没有电场的存在，就没有电势能，仅有电场的存在，而没有电荷时也没有电势能。数值电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处（电数值势为零处）电场力所做的功。④电势能的变化，当运动方向与电场力方向的夹角为锐角时，电场力做正功，电势能减少，当电荷运动方向与电场力方向夹角为钝角时，电场力做负功，电势能增加 "⑤电荷电势能的变化仅由电场力对电荷做功引起，与其他力对电荷做功无关一⑥电势能的单位，焦尔J还有电子伏，符号为8山定义为在真空中，1个电子通过1伏电位差的空间所能获得的能量。1电子伏（1eV）Ex0一^。常用千电子’伏及兆电子伏WJMeV） 电势，等势S,电势差）电蜘：描述电场的能的性质的物理量。从能的观点看，在电场中某位置放一个检验电荷,若它具有的电势能为E,则定义比值甲=5 为做该位置q的电势（类比于E=r）。③电势是标量，有正负，无方向，只表示相对,势点比较的结果•,电势点可以自由选取，通常取离电场无穷远处或大地电势为零②如果取无穷远电势为零，正电荷形成的电场中各点的电势均为正值，负电荷形^成^9^0^场^中^3^点^9^电^3^均^9^负^Ko③电势是电场本身具有的■性，与试探电荷无关。沿♦电场线的方向，电势越来越低（最快），逆着电场线的方向，电势越来越n,电势降低的方向不一定就是电场线的方向。,电势与场强没有直接关系：电势高的地方，场强不一定大；场强大的地方，电势不一定高o当存在几个“场源”时，某处合电场的电势等于各“场源”的电场在经处的电势的代数和。） 电势差：由电场力功的定义，电荷在电场中由一点移到另一点时，电场力所做的功^跟它的电荷■（的比值，叫做纳两点间的电势差o即?）等势面：电势相等的点组成的面叫等势虱实际中测量电势比测定场强容易，所以常用等势面研究电场，先测绘出等势面的形状和分布，再依据电场线与等势面处处垂直，绘出电场线分布，就知道了所研究的电场o等势面上各点的电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功。等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势虱等势面(线)密处场强较大，等势面(线)疏处场强小。平""静电平衡时整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势虱平""q J■一 Wttt电场做功,电势差,电势■电势能的关系()电场力功与电势差的关系：WU,U=WBAAqo电势与电势差的关系：*P^。BA气电势与电势能的关系：睥。 |AA电势能与电场力功的关系：WE-m(E-9=-AE B|A|B|B|A p例1:(多选：一带电小球在空中由入点运动到B点的过程中，只受重力.电场力和空气阻力三个力的作用。若小球的重力势能增加5八机械能增加15J，电场力做功2J,B.电势能减少2JC.空气阻力做功C.空气阻力做功0.5JD.动能减少3.5J解析：选BD小球的重力势能增加5」，则小球克服重力做功5J,故A错误；电场力对小球做功2J,则小球的电势能减少2J,故B正确；小球共受到重力.电场力.空气阻力三个力作用，小球的机械能增加SJ,则除重力以外的力做功为15J，电场力对小球做功2J,则知空气阻力做功・0.5J,即小球克服空气阻力做功0.5J，故C错误；重力.电场力、空气阻力三力做功之和为・3・5J，根据动能定理小球的动能减少3.5J,D正确.

例2:—个带正电的质点，电荷・q=2j0x0-9C，在静电场中由a点移动到b点，此过程中除静电力外,其他力做的功为60x0-5J,质点的动能