9、电势差

(1)电场力做功的特点

电场力做功也与路径无关,仅跟移送电荷的电荷量、电荷

在电场中移动的初末位置有关。

例:在匀强电场E中,电荷从A移动到B,可沿不同的路径,图中有三种典型的路径。设A、B两点沿电场方向的距离为s,用无限分割的方法,可以证明,经任意路径移动,电场力做的功都相同。

WAB=Eq·s

对非匀强电场,也可证明电场力做功与路径无关。

(2)电势差

①电势差

电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时,电场上所做的功WAB与电荷量q的比值,叫做A、B两点间的电势差。

②公式

UAB=   (量度式)

或者        WAB=qUAB

③物理意义

电势差反映了电场本身两点的能的性质。

电场中A、B两点间的电势差UAB,在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做的功WAB

④单位:

在国际单位制中,电势差的单位是伏特,简称伏,符号是V。1V=1 J/C。

⑤电势差是标量

电势差是标量,两点间电势差可以是正值也可以是负值。

UAB=-UBA

电势差的绝对值也叫电压。

应用WAB=qUAB时的两种思路:

①可将q、UAB,连同正负号一同代入;

②将q、UAB的绝对值代入,功的正负依据电场力的方向和位移(或运动)方向来判断。

应用UAB=求UAB时,将WAB、q的正负号一同代入。

例题1:在如图所示的电场中,把点电荷q=+2×10-11C,由A点移到B点,电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UBA等于多少?B、A两点间的电势差UBA等于多少?

解析:由电势差的定义式可知

UAB==V=2V

UBA==V=-2V

例题2:如图所示的电场中,A、B两点间的电势差UAB=20V,电荷q=-2×10-9C由A点移到B点,电场力所做的功是多少?

解析:方法一、电场力所做的功

WAB=UAB·q=20×(-2×10-9)J=-4.0×10-8J。

方法二、电场力所做功

WAB=UAB·q=20×2×10-9J=4×10-8J。

因F方向从B到A,s方向由A到B,故电场力做负功。

5、电场线

(1)电场线

如果在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这样的曲线就叫做电场线。

(2)电场线的实验模拟

电场线是为形象描述电场而引入的假想的线,不是电场里实际存在的线。

(3)几种典型的电场线分布

①点电荷的电场线             ②等量异种点电荷的电场线

 

③等量同种点电荷的电场线          ④点电荷与带电平板的电场线分布

 

⑤带等量异种电荷的平行金属板间的电场线

(4)电场线的物理意义

①电场线中某点的切线方向表示该点的场强方向;

②电场线的疏密程度表示场强的相对大小。

(5)电场线的特点

①电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,电场线的疏密程度表示场强的相对大小;

②电场线不是真实存在的,是形象地描述电场的假想的线;

③电场线是不封闭的曲线,它起始于带正电的场电荷或无穷远处,终止于负电荷或无穷远处,电场线不会在没有电荷的地方中断;

④静电场中任意两条电场线都不相交;

⑤静电场中任意两条电场线也不相切;

⑥仅在电场力作用下,电场线一般不是电荷的运动轨迹。

⑦电场线和等势面一定正交,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.

⑧沿电场线的方向,正电荷的电势能逐渐减小,负电荷的电势能逐渐增大.

⑨沿电场线的方向电势逐渐降低,电场线的方向是电势降落陡度最大的方向.

⑩若取无限远处为电势的零点,那么在正电荷形成的电场中,各点的电势都是正值,而且距正电荷越近电势越高;在负电荷形成的电场中,各点的电势都是负值,而且距电荷越近电势越低.

⑹电场线的应用

 0  403366  403374  403380  403384  403390  403392  403396  403402  403404  403410  403416  403420  403422  403426  403432  403434  403440  403444  403446  403450  403452  403456  403458  403460  403461  403462  403464  403465  403466  403468  403470  403474  403476  403480  403482  403486  403492  403494  403500  403504  403506  403510  403516  403522  403524  403530  403534  403536  403542  403546  403552  403560  447090 

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