一、电势差
电荷从电场中的一点移到另一点,电场力做的功跟其电量的比值叫做这两点的电势差,U=W/q,是标量.
点评:电势差很类似于重力场中的重力势差.物体从重力场中的一点移到另一点,重力做的功跟其质量的比值叫做这两点的重力势差A=W/m.
二、电势
某点相对零电势的电势差叫做该点的电势,是标量.在数值上等于单位正电荷。由该点移到零电势点时电场力所做的功.由电场本身因素决定,与检验电荷无关。
点评:类似于重力场中的高度.某点相对参考面的高度差为该点的高度.
注意:(1)高度是相对的.与参考面的选取有关,而高度差是绝对的,与参考面的选取无关.同样,电势是相对的,与零电势的选取有关,而电势差是绝对的,与零电势的选取无关.
(2)一般选取无限远处或大地的电势为零.当零电势选定以后,电场中各点的电势为定值.
(3)电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=φA-φB,沿电场线方向电势降低.
三、电场力做功与电势能
1、电势能:电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能.电势能是电荷与所在电场所共有的。
2、电势能的变化:电场力做正功电势能减少;电场力做负功电势能增加.
重力势能的变化:重力做正功重力势能减少;重力做负功重力势能增加.
3、电场力做功:W=qU,U为电势差,q为电量.
重力做功:W=Gh,h为高度差,G为重量.
电场力做功跟路径无关,是由初末位置的电势差与电量决定的.
重力做功跟路径无关,是由初末位置的高度差与重量决定的.
四、等势面
1、电场中电势相等的点所组成的面为等势面.
2、特点
(1)各点电势相等.
(2)等势面上任意两点间的电势差为零.
(3)电荷沿着等势面运动,电场力不做功.
(4)处于静电平衡状态的导体是一个等势体,其面为等势面.
(5)匀强电场,电势差相等的等势面间距离相等,点电荷形成的电场,电势差相等的等势面间距不相等,越向外距离越大.
(6)等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等.
(7)电场线跟等势面垂直,且由电势高的面指向电势低的面
(8)两个等势面永不相交.
五、电场强度
1、定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱
2、表达式:E=F/q 单位是:N/C或V/m;
E=kQ/r2(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)
E=U/d(导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)
3、方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直.
4、在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值.
5、电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)
6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关。
六、电场线:
人们为了形象的描绘电场而想象出的一些线,客观上并不存在.
1、切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.
2、从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.
3、疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.
4、匀强电场的电场线平行且距离相等.
5、没有画出电场线的地方不一定没有电场.
6、顺着电场线方向,电势越来越低.
7、电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直.
8、电场线永不相交也不闭合,
9、电场线不是电荷运动的轨迹.