电场复习专题

电场复习专题知识网络第一部分库仑定律知识点一——电荷及电荷守恒定律1．电荷2．物体带电的三种方式:（1）摩擦起电;（2）感应起电;（3）接触带电.3．电荷守恒定律知识点二——库仑定律1．点电荷(点电荷是一种科学的抽象，真正的点电荷是不存在的)2．库仑定律说明：（1）库仑定律适用在真空中、点电荷间的相互作用，点电荷在空气中的相互作用也可以应用该定律。①对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离。②对于两个带电金属球，要考虑金属表面电荷的重新分布。例：如图，两个带电金属小球中心距离为r，带电荷量相等为，则它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是（）A．若是同种电荷B．若是异种电荷C．若是同种电荷D．不论是何种电荷第二部分电场强度知识点一——电场电场强度1．电场2．电场强度的概念；（点电荷）知识点二——电场线1．概念为了直观形象的描述电场中各点场强的大小及方向，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场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱。2．电场线的性质（1）起点和终点：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），即电场线不能形成闭合曲线。（2）切线方向：电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致。（3）疏密程度：电场线的疏密程度反映了场强的大小即电场的强弱。电场线密集的地方场强大、电场强；电场线稀疏的地方场强小、电场弱。（4）不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场线不能中断，两条电场线不能相交。3．要熟悉以下几种典型电场的电场线的分布（1）孤立的正、负点电荷电场线的分布；图（a）（2）匀强电场中电场线的分布；图（b）（3）等量异种点电荷电场线的分布；图（c）（4）等量同种点电荷电场线的分布。图（d）用电场线可以判断：电场力的方向、场强的大小（定性的）和方向、电势的高低与电势降落的快慢、等势面的疏密及位置等。4．匀强电场▲疑难导析1、等量异种电荷和等量同种电荷中垂线上的点的电场强度分布规律（1）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布情况如图所示，其特点有：①两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大。②两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，即场强方向均相同且总与中垂面（中垂线）垂直。③在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点等距离的各点场强大小相等。（2）等量同种点电荷形成的电场中的电场线分布情况如图所示，其特点有：①两点电荷连线中点处场强为零，此处无电场线。②两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。③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。2、电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较（1）电场线是为了形象地描述电场而引入的假想的曲线，规定电场线上每点的切线方向为该点的场强方向，也是正电荷在该点所受电场力的方向。运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向。因此，不能认为电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹。（2）如果同时满足以下三个条件，运动轨迹就和电场线重合。①电场线为直线。②电荷初速度为零，或不为零但速度方向和电场线平行。③电荷仅受电场力作用或受其他力，但其他力的方向和电场线平行。题型三——电场与牛顿第二定律的结合如图所示，A、B为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q（不一计重力）由静止释放后，下列说法中正确的是（）A．点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B．点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值D．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零第三部分电势、电势差、电势能知识点一1．电场力做功与路径无关电荷在电场中移动时，静电力做功跟重力做功相似，只与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。2．电势能由于移动电荷时静电力做功与路径无关，只与始末位置有关，这种与位置有关的电荷在电场中具有的势能，叫电势能，用表示，单位是J。3．电场力做功与电荷电势能变化的关系电场力对电荷做正功时，电荷电势能减少；电场力对电荷做负功时，电荷电势能增加。电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值。根据电场力做功与电势能变化的关系可以看出功与电势差的关系，即。3．电势能大小的比较方法（1）场源电荷判断法①场源电荷为正，离场源电荷越近，正检验电荷电势能越大，负检验电荷电势能越小。②场源电荷为负，离场源电荷越近，正检验电荷电势能越小，负检验电荷电势能越大。（2）电场线法①正电荷顺着电场线方向移动，电势能逐渐减小，逆着电场线方向移动，电势能逐渐增大。②负电荷顺着电场线方向移动，电势能逐渐增大，逆着电场线方向移动，电势能逐渐减小。（3）做功正负判断法无论正、负电荷在什么样的电场中，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小，电场力做负功，即电荷克服电场力做功，电荷的电势能一定增加。知识点二——电势和等势面1、电势①电势的固有性②电势的相对性③电势是标量2、等势面（1）电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。在同一等势面上移动电荷时，静电力不做功。（2）等势面的特点和应用①在同一等势面内任意两点间移动电荷时，电场力不做功。②在空间没有电荷的地方两等势面不相交。③电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。④在电场线密集的地方，等差等势面也密集。在电场线稀疏的地方，等差等势面也稀疏。⑤等势面是虚拟的。▲疑难导析1、电场中电势高低的判断方法（1）据电场线的方向：电场线由高电势面指向低电势面。（2）根据电势能判断：正电荷在电势高处电势能较大；负电荷在电势低处电势能较大。2、等量异种点电荷和等量同种点电荷连线上和中垂线上场强及电势的变化规律（1）如图所示，等量异种点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一等势线，若沿中垂线移动电荷至无穷远，电场力不做功，因此若取无穷远处电势为零，则中垂线上各点的电势也为零。因此从中垂线上某点沿中垂线移动电荷到无c穷远，电场力做功为零。场强的大小和方向可由场强叠加原理求出，如图所示，可知中垂线上各点场强沿水平方向，大小可由电场线的疏密看出：以两电荷间直线连线的中点为例，相对于连线上其他点，中点的场强最小，相对于中垂线上其他点，此处的场强最大。（2）等量正点电荷连线的中点电势最低，中垂线上该点的电势却最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低，连线上和中垂线上关于中点的对称点等势。等量负点电荷的电势分布是：连线上中点电势最高，中垂线上该点的电势却最低，从中点沿中垂线向两侧电势越来越高，连线上和中垂线上关于中点的对称点等势。两等量同种电荷的中点合场强为零，无穷远处也为零，则从中点沿中垂线向两侧，场强一定先增大后减小。知识点三——电势差、电势差与电场强度的关系▲知识梳理1．电势差电场中两点间电势的差值叫做电势差，选择不同的位置作为电势零点，电场中某点的电势会改变，但电场中两点间电势差不会改变，电场中两点电势差不具备相对性，是绝对的。2．电势差表达式A、B间电势差；B、A间电势差，显然。3．静电力做功与电势差的关系或4．匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。即。5．电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势电场强度与电势差的关系式也可写做，它的意义是：匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向上距离的比值。或者说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。2．公式U=Ed的适用条件公式或的适用条件（1）利用公式进行定量计算时，公式只适用于匀强电场。（2）公式中“d”的含义是沿电场线方向上两点的距离，如图所示。（3）对非匀强电场，可用此公式进行定性分析，各相邻等势面电势差相等时，E越大处，d越小，等势面就越密。（4）d的方向和电场线平行，是电势降落最快的方向。3．电场中的功能关系（1）只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变。（2）只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变。（3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。（4）电场力做功的计算方法①由公式计算，此公式只在匀强电场中使用，即。②用公式计算，此公式适用于任何形式的静电场。③由动能定理计算。