电场的性质

杨老师真传

C 电场的性质○

重庆

杨得发（发现、设计）

电场的性质，是《电场》的核心内容，学生感觉特别难学，概念极易混淆。也是高考的常考点，平均每年至少考一道题。电场的性质有两种：一种是力的性质（用场强描述），另一个是能的性质（用电势描述）。研究力的性质主要涉及三个概念：电场力、电场强度（简称场强）、电场线。研究能的性质主要涉及五个概念：电场力做功、电势能、电势、电势差、等势面。它们的关系非常复杂，下图表明了概念与概念之间的关系。电场力 F（N，矢量）库仑定律： F  kQ1Q2 （决定式）

1 电场线越密的地方，电场越强（场电场线：○ 强 E 越大）；电场线的切线方向就是该点的电 2 同一电荷在电场线密的地方场强度的方向。○ 3 沿着电场线方向电势降受到的电场力大；○ 4 A、B 是沿着电场线方向的两点，则低。○ 5 沿着电场线移动正电荷，电 UAB>0,UBA

电场强度 E （1N/C=1V/m,矢量） F （比值式） E q

同种电荷斥力，异种电荷引力。已知电场中某点的电场强度 E，可以计算出任意一个电荷 q 放在该点所受到的电场力： F=qE （决定式）正电荷受力方向与场强方向相同、负电荷受力方向与场强方向相反。分析受力情况用隔离法、整体法。平衡问题用合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形法、相似三角形法。加速问题用牛顿第二定律。

E

kQ （决定式，真空点电荷） r2 U E  （比值式，匀强电场，d d

表示沿电场线两点间的距离，或者说两个等势面之间的距离）场强与电势无关，场强与电势差有关系。场强的叠加是矢量和，用平行四边形定则或正交分解法。

电场力做功 W（J，标量）

电势差 U （V，标量）电荷 U 

1 电势相等点构成的面叫做等势等势面：○ 2 同面。同一等势面上各点电势均相等。○ 3 沿一等势面上任何两点的电势差为零。○ 4 沿同一等势面移动电荷电场力不做功。○ 同一等势面移动电荷，电荷所具有的电势 5 等势面与电场线垂直。○ 6 等差能不变。○ 等势面越密的地方，电场强度越大。同一等势面上电场强度的大小不一定相同，如等量异种

电荷连线的中垂线上。同一等势面上电场强度的方向不一定相同，如正、 7 电荷在同一等势面上负点电荷的电场。○ 所受的电场力的大小不一定相等，方向也 8 处于静电平衡状态的导体，不一定相同。 ○ 整个导体是一个等势体，表面是一个等势 9 熟记六种面，电场线垂直于导体表面。○ 电场的等势面。

W  qU （决定式，电场力做功

与路径无关，只与移动的电荷量 q 和电两点的电势差 U 有关） W  F  s （F 表示电场力，s 表示电场力方向上的位移） W  F  s  cos  （  表示电场力的方向与位移方向的夹角）电场力做正功，电势能减少，电场力做了多少正功，电势能就减少多少；电场力做负功，电势能增加，电场力做了多少负功，电势能就增加多少。

W （比值式） q

U AB   A  B （差值定义法）

U  E  d （决定式，匀强电场，

d 表示沿电场线两点间的距离，或者说两个等势面之间的距离。可用于定性分析非匀强电场的问题）电势差的大小与零电势点的选取无关。

WAB  EPA  EPB  EP

1eV  1.60  1019 J

电势  （V，标量）选取零电势点，可以由电势差定义电势，电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到零电势点时电场力所做的功。 E 用电势能  与   P （比值式， q 电量 q 的比值定义电势）。电势的大小与零电势的选取有关。

电势能 E P （J，标量）已知电场中某点的电势  ，可以计算出任意一个电荷 q 放在该点所具有的电势能：E p  q  （决定式）。电势能的大小与零电势点的选取有关。中学物理教师专业培训群群号：337686065

注：矢量公式不代符号，用绝对值计算。标量公式代正、负号去计算。

注：有“  ”的概念之间有关系、联系，且是双向的，无“  ”的概念之间无关系，如场强与电势、场强与电势能、电场力与电势等。

kQ （决定式，真空点电荷， r 若Q  0, 则  0 ；若 Q  0 ，则   0 。此公式课本未出现。）。

