6.匀强电场中场强和等势面的关系:
在匀强电场中,沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积,即U=Ed,也可理解为:在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势降落,即E=U/d.
5.等势面:
(1)定义:电场中电势相同的点构成的面叫做等势面.
(2)等势面的特点:
①等势面是为了形象描述电场中各点电势高低分布而引入的假想图,不是电场中实际存在的面.
②同一等势面上各点间的电势差为零,电荷在等势面上移动时电场力不做功.
③电场线垂直于等势面,并指向电势降低最快的方向.
④等势面不相交.
⑤电场强度较大的地方,等差的等势面较密.
⑥电场线的描绘:利用电场线和等势面的垂直关系,先描绘出电场中的等势面,再画出电场线.
4.电场力做功的计算:
(1)根据电势能的变化与电场力做功的关系计算:即W电=-△EP.
(2)应用公式WAB =qUAB计算:
①正负号运算法:按照符号规约把电量q和移动过程的始、终两点的电势差UAB的值代入公式WAB =qUAB.
②绝对值运算法:公式中的q和UAB都取绝对值代入计算,功的正负再另判断:当正(或负)电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时,是电场力做正功(或电场力做负功);当正(或负)电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时,是电场力做负功(或电场力做正功).
3.电势能EP:
(1)电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能.
(2)电势能是标量.
(3)电场力做功与电势能的变化的关系:电场力对电荷做正功,电荷的电势能减少,做功量等于电势能的减少量;电场力对电荷做负功,电荷的电势能增加,做功量等于电势能的增加量,即W电=-△EP(类比于WG=-△EP).
2.电势φ:描述电场能的性质的物理量
(1)定义:电势实质上是和标准位置的电势差.即电场中某点的电势,在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置(零电势点)时电场力所做的功.
(2)定义式:φA=UA∞= WA∞/q.
(3)电势是标量,但有正负,正负表示该点电势比零电势点高还是低.
(4)电势高低判断:
a.根据移动检验电荷做功判断:移动正电荷电场力做正功(负功)时,电势降落(升高);移动负电荷电场力做正功(负功)时,电势升高(降落).
b.根据电场线判断:沿着电场线方向,电势越来越低,逆着电场线方向电势越来越高.
c.根据场源电荷判断:离正电荷越近,电势越高,离场源负电荷越近,电势越低.
d.根据电势差判断:>0,则A点电势比B点高;<0,则A点电势比B点低.
1.电势差UAB:
(1)定义:电荷在电场中,由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值WAB/q,叫做A、B两点间的电势差,用UAB表示.
(2)定义式:UAB=WAB/q.
(3)电势差是标量,但有正负,正负表示电势的高低.
11.如图1.2-14所示,绝缘细线一端固定于O点,另一端连接一带电荷量为q,质量为m的带正电小球,要使带电小球静止时细线与竖直方向成角,可在空间加一匀强电场则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小?最小的场强多大?这时细线中的张力多大?
10.如图1.2-13所示,两个可看成点电荷的带正电小球A和B位于同一竖直线上,在竖直向上的匀强电场中保持不变的距离沿竖直方向匀速下落.已知A球带电荷量为Q,质量为4m,B球带电荷量为4Q,质量为m,求匀强电场的场强大小和两球间的距离.
9.上题中,上下两根绝缘细线张力的大小分别为( )
A.T1=2mg,
B.T1>2mg,
C.T1>2mg,
D.T1=2mg,
8.如图1.2-12所示,甲、乙两带电小球的质量均为m,所带电荷量分别为+q和-q,两球间用绝缘细线连接,甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在空间有方向向右的匀强电场,电场强度为E,平衡时细线被拉紧.则当两小球均处于平衡时的可能位置是下图中的( )
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