描述电场的物理量1.电场强度——E ——矢量—与验电荷无关!(1)E=F/q ——任何电场 (N/C)(2)公式: E=kQ/r2 ——点电荷场(3)E=U/d ——匀强电场(V/m )(4)与电场线的关系:电场线密的场强大,电场线某点的切线方向为该点场强方向。
2.电势能——W: J ——标量——与验电荷有关、电场中的位置有关;(1)电场力作正功,电势能减小,做了多少功,电势能减少多少;克服电场力做功,电势能增加,做了多少功,电势能增加多少!(2)PB PA P AB E E E W -=∆=(3) Ep=q φ3电势( ψ )——V ——标量:电场本身的性质——与验电荷无关!(1)q E PAA =φ(2)UAB=φA -φB(3)与电场线的关系:沿电场线方向电势逐渐降低,且降得最快4.电势差( UAB )——V ——标量电场本身的性质:与验电荷无关!(1)定义式:UAB=WAB/q(2)UAB=φA -φB(3)UAB=- UBA5.求电场力做功的方法(1)W=+(-)Eqd (只是用于匀强电场)(d ——初末位置所在的等势面的距离)(2)PB PA P AB E E E W -=∆=(3)Wab = q Uab(4)动能定理电势能、电势、电势差、电场强度关系测试题一、选择题1.从电势差定义式qW U =可以看出 ( )A .电场中两点间的电势差与电场力做的功W 成正比,与移送的电量q 成反比B .电场力在电场中两点间移动的电荷越多,电场力做的功越大C .将1 库的负电荷从一点移到另一点电场做了1焦的功,这两点间的电势差的大小是1伏D .两点间的电势差,等于把正点电荷从一点移到另一点电场力做的功2.如图1所示,a 、b 为某电场线上的两点,那么以下的结论正确的是 ( )A .把正电荷从a 移到b ,电场力做正功,电荷的电势能减少B .把正电荷从a 移到b ,电场力做负功,电荷的电势能增加C .把负电荷从a 移到b ,电场力做正功,电荷的电势能增加D .把负电荷从a 移到b ,电场力做负功,电荷的电势能增加3.如图2所示,电场中a 、b 、c 三点,ab=bc ,则把点电荷+q 从a 点经b移到c 的过程中,电场力做功的大小关系有 ( )A .Wab >WbcB .Wab =WbcC .Wab <WbcD .无法比较4.如图3所示,在真空中有两个等量正电荷Q 1和Q 2,分别置于a 、b 两点,dc 为ab 连线的中垂线,d 为无穷远处,现将另一正电荷由c 点沿cd 移向d点的过程中,下述中正确的是( )A . q 的电势能逐渐增大B . q 的电势能逐渐减小C . q 受到的电场力一直在减小D .q 受到的电场力先增大后减小5.关于电势与电势能的说法,正确的是 ( )A.电荷在电势越高的地方,电势能也越大B.电荷在电势越高的地方,它的电量越大,所具有的电势能也越大C.在正点电荷电场中的任一点处,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负点电荷电场中的任意点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能6.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是 ( )A .电场强度大的地方电势一定高B .电势为零的地方场强也一定为零C .场强为零的地方电势也一定为零D .场强大小相同的点电势不一定相同7.若带正电的小球只受电场力的作用,则它在任意一段时间内 ( )A .一定沿着电场线由高电势向低电势运动B .一定沿着电场线由低电势向高电势运动C .不一定沿电场线运动,但一定由高电势向低电势运动D .不一定沿电场线运动,也不一定由高电势向低电势运动8.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A 点移到B 点时,电场力做了5×10-6J 的功,那么 ( )A .电荷在B 处时将具有5×10-6J 的电势能 B .电荷在B 处将具有5×10-6J 的动能C .电荷的电势能减少了5×10-6JD .电荷的动能增加了5×10-6J9.一个点电荷,从静电场中的a 点移到b 点,其电势能的变化为零,则 ( )A .a 、b 两点场强一定相等B .该点电荷一定沿等势面移动C .作用于该点的电场力与其移动方向总是垂直的D .a 、b 两点的电势一定相等10.对公式d U E ab 的理解,下列说法正确的是 ( ) A.此公式适用于计算任何电场中a 、b 两点间的电势差B.a 点和b 点距离越大,则这两点的电势差越大C.公式中d是指a点和b点之间的距离D.公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离11.图9中A .B 、C 三点都在匀强电场中,已知AC ⊥BC ,∠ABC=60°,BC=20cm .把一个电量q =10-5C 的正电荷从A 移到B ,电场力做功为零;从B移到C ,电场力做功为-1.73×10-3J ,则该匀强电场的场强大小和方向是 ( )A .865V /m ,垂直AC 向左B .865V /m ,垂直 AC 向右C .1000V /m ,垂直 AB 斜向上D .1000V /m ,垂直 AB 斜向下12..图12所示的匀强电场场强为103N/C ,ab =dc =4cm ,bc =ad =3cm .则下述计算结果正确的是()A.ab之间的电势差为40V.B.ac之间的电势差为50V.C.将q=-5×10-3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周,电场力做功为零.D.将q=-5×10-3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c,电场力做功都是-0.25J.二、填空题13.如图5所示,在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电量为q的正电荷从A点移到B点.若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功W1=________;若沿路经ACB移动该电荷,电场力做的功W2=________;若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做的功W3=________.由此可知,电荷在电场中移动时,电场力做功的特点是________.14.将带电量为6×10-6 C的负电荷从电场中A点移到B点,克服电场力做了3×10-5J的功,再将电荷从B点移到C点,电场力做了1.2×10-5J的功,则A、C间的电势差为V,电荷从A点移到B点再从B点移到C点的过程中,电势能变化了J.15.如图5所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点.已知A、B、C三点的电势分别为VVVCBA3,3,15-===ϕϕϕ由此可得D点的电势=DϕV16.如图所示电路中,电源两端电压U=10V,A、B两板间距离为2cm,C点离A板5mm,D点离B板4mm,则E C=______V/m,E D=______V/m,U C=______V,U D=______V。
三、计算题17如果把q=1.0×10-8C的正电荷,从无穷远移至电场中的A点,需要克服电场力做功4102.1-⨯=WJ,那么:(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2)q未移入电场前A点的电势是多少?18.如图6,两平行金属板A、B间为一匀强电场,A、B相距6cm,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,CD连线和场强方向成60°角.已知电子从D点移到C点电场力做3.2×10-17J 的功,求:(1)匀强电场的场强;(2)A、B两点间的电势差;(3)若A板接地,D点电势为多少?19.如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面,现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×l0-6J,将另一电倚量为10-8C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功3×10-6J。
(1)求电场线的方向及U AB、U AC、U BC的值。
2cm,求电场强度。
(2)若AB边长为320.如图所示,在范围很大的水平向右的匀强电场中,一个电荷量为-q的油滴,从A点以速度v竖直向上射人电场.已知油滴质量为m,重力加速度为g,当油滴到达运动轨迹的最高点时,测得它的速度大小恰为v/2,问:(1)电场强度E为多大?(2)A点至最高点的电势差为多少?预习:1.电容器(1)定义:两块彼此的导体就组成一个电容器。
(2)电容器充电:使电容器两个极板带上等量正、负电荷的过程叫做充电。
充电后电容器内部就存在,两极板间就有了。
(3)电容器放电:如果充电后的电容器的两极板用接通,两极板上的电荷将,电容器就不再带电,此过程叫做放电。
放电后的电容器内部无电场,两极电压为,电容器的电量为。
(4)电容器的作用:容纳电荷(5)常见电容器:从构造上看可分为和。
2.电容(1)定义:电容器所带的与电容器两极板间的的比值,叫做电容器的电容。
用C表示。
(2)定义式:注意:电容在数值上等于电容器两极板间的电势差增加1V所需充加的电荷量。
(3)物理意义:电容是描述电容器本领的物理量。
(4)单位:国际单位制为,简称法,符号为F。
(5)电容的决定因素:①电容器的电容与电容器所带电荷量,与电容器两极板的电压,它由电容器本身的决定。
②平行板电容器的决定式:物理量和模型描述1.电场线:(1)疏密表示电场强弱,箭头表示方向,每一点的场强方向都是该点的切线方向;(2)正电荷出发,负电荷终止(3)没有两条相交的(4)不闭合2.电场强度——E: (N/C)——矢量(1)电场本身的性质:与验电荷无关!(2)公式:E=F/q——任何电场E=kQ/r2 ——点电荷场E=U/d——匀强电场(V/m)(3)方向:正电荷受到电场力的方向!(4)与电场线的关系:电场线密的场强大,电场线某点的切线方向为该点场强方向。
.电势能——W: J——标量(1)电荷具有的能量;——与验电荷有关、电场中的位置有关;(2)遵循规律: W=qUAB电场力作正功,电势能减小,做了多少功,电势能减少多少;克服电场力做功,电势能增加,做了多少功,电势能增加多少!(3)电势能类似重力势能,有正负。
4.电势差( UAB )——V——标量(1)电场本身的性质:与验电荷无关!(2)定义式:UAB=WAB/q——起点、终点;符号(3)UAB=φA-φB(4) UAB=- UBA(4)与零势点的选取无关!5.电势(ψ )——V——标量:(1)电场本身的性质——与验电荷无关!(2)与零势点的选取有关;一般选取无穷远为零电势点,电势能也为零。
(3)与电场线的关系:沿电场线方向电势逐渐降低,且降得最快;正电荷产生的场电势为正,负电荷产生的场为负。
——等势面:电势相同的点构成的面其上任何两点电势差为零,所以不做功,电势能不变!矢量——电场力、电场强度标量——电势能、电势差、电势电场量——电场强度、电势差、电势验电荷量——电场力、电势能1.电场线作图:(1)电场线;(2)画出某点场强方向、正负电荷受电场力方向;(3)图中比较两点场强和电势。