专题-点电荷形成的电场中的场强和电势分布特点(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,等量的同种电荷形成的电场的特点,（以正电荷形成的场为例）,1.,场强特点,中点,O,点处的场强,E,o,:,设两点电荷的带电量均为,q,，间距为,R,，向右为正方向,1,两点电荷连线上任意一点,P,处的场强,E,P,:,总结：在两个等量正电荷的连线上，由,A,点向,B,点方向，电场强度的大小先减后增，在,r,A,=R/2,（即中点,O,处）场强最小为零；场强的方向先向右再向左即除中点,O,外，场强方向指向中点,O,。,2,两点电荷连线的中垂线上任意一点,Q,处的场强,E,Q,:,解析方程可得：当,=35.26,时出现场强最大值,总结：在两个等量正电荷连线的中垂线上，由,O,点向,N,（,M,）点方向，电场强度的大小先增后减，当,=35.26,时出现场强最大值；,场强,的方向由,O,点指向,N,（,M,）。,3,结论：,在两个等量负电荷的,连线上,，由,A,点向,B,点方向，电场强度的大小,先减后增,，在,r,A,=R/2,（即,中点,O,处）场强最小为零,；场强的方向先向左再向右（除中点,O,外）。在其连线的,中垂线上,，由,O,点向,N,（,M,）点方向，电场强度的大小,先增后减，当,=35.26,时出现场强最大值,；场强的方向由,N,（,M,）指向,O,点。,等量的两个负电荷形成的场,外推,4,E,O,x,+Q,+Q,等量同种正电荷形成的电场,两电荷的连线和延长线上,E-x,图象,y,E,O,图,5,在中垂线上，随距离增大，场强大小先增后减，场强方向相反；在两电荷连线中点场强为零。,E-Y,图象,5,例题分析,（,2010,江苏物理,5,）空间有一沿,x,轴对称分布的电场，其电场强度,E,随,x,变化的图像如图所示下列说法正确的是,（,A,）,O,点的电势最低,（,B,）,x,2,点的电势最高,（,C,）,x,1,和,x,1,两点的电势相等,（,D,）,x,1,和,x,3,两点的电势相等,【,解析,】,由以上规律判断可知等量正（负）点电荷或均匀带正（负）电圆环的中垂线上符合题目所给的,E-x,图像。由等量正点电荷中垂线上电势的规律可知,A,错，因为,O,点电势可能最高；,x2,点的电势不是最高，而是场强最大；,x1,和,x3,两点的电势不相等，可能,x1,高于,x3,，也可能相反；由对称性可知,C,正确。,6,【2008,上海,】,如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷,M,、,N,，分别固定在,A,、,B,两点，,O,为,AB,连线的中点，,CD,为,AB,的垂直平分线。在,CO,之间的,F,点由静止释放一个带负电的小球,P,（,设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，,P,在,CD,连线上做往复运动。若,A.,小球,P,的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小,B.,小球,P,的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过,O,点时的速率不断减小,C.,点电荷,M,、,N,的带电量同时等量地缓慢增大，则小球,P,往复运动过程中周期不断减小,D.,点电荷,M,、,N,的带电量同时等量地缓慢增大，则小球,P,往复运动过程中振幅不断减小,7,等量的异种电荷形成的电场的特点,1.,场强特点,中点,O,点处的场强,E,o,:,设两点电荷的带电量均为,q,，间距为,R,，向右为正方向,8,两点电荷连线上任意一点,P,处的场强,E,P,:,总结：在两个等量异种电荷的连线上，由,A,点向,B,点方向，电场强度的大小先减小后增大，在,r,A,=R/2,（即中点,O,处）场强最小；场强的方向指向负电荷。,9,总结：在两个等量异种电荷的连线的中垂线上，由,O,点向,N,（,M,）点方向，电场强度的大小一直在减小；场强的方向平行于,AB,连线指向负电荷一端。,两点电荷连线的中垂线上任意一点,Q,处的场强,E,Q,:,10,等量异种电荷形成的电场,-QQ,X,E,+Q,O,关于两电荷连线的中点,O,对称的 任意两点，场强大小相等，方向相同，越靠近两电荷的地方电场强度越大；在两电荷连线中，中点,O,处场强最小，但不为零。,E-x,图象,E,O,y,图,2,在两点电荷连线的中垂线上，场强方向处处相同，关于,O,点对称的任意两点场强大小相等，,O,点场强最大,E-y,图象,11,例题分析,如图所示，,a.b,带等量异种电荷,MN,为,ab,中垂线，现有一个带电粒子从,M,点以一定的初速度,V,0,射入，开始时 的一段轨迹如图中实线所示，不计重力，则在该粒子飞越该电场的整个过程中,A,该粒子带负电,B,该粒子的动能先增后减,C,该粒子的电势能先增后减,D,该粒子运动到无穷远处时速度大小一定仍为,V,0,如图所示，在两个等量的异种电荷连线的中垂线上，有,AC,两点，将一个带正电,q,的电荷分别由,A,、,C,两点移动到,B,点，下列说法正确的有,A.,从,A,沿连线移动到,B,，电场力对电荷不做功,B.,将电荷从,A,移动到,B,电场力做功小于从,C,沿连线移动到,B,电场力做功,C.,两种情况电场力均做正功,D.,两种情况电荷的电势能均增加,12,孤,立,的,正,点,电,荷,电场线,直线，起于正电荷，终止于无穷远。,场强,离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。,电势,离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为正。,等势面,以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。,孤,立,的,负,点,电,荷,电场线,直线，起于无穷远，终止于负电荷。,场强,离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。,电势,离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为负。,等势面,以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。,13,等量同种负点电荷,电场线,大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条电场线是直线。,电势,每点电势为负值。,连线上,场强,以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是背离中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。,电势,由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势最高不为零。,中垂线上,场强,以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。,电势,中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至零。,14,等量同种正点电荷,电场线,大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。,电势,每点电势为正值。,连线上,场强,以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是指向中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。,电势,由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势最低不为零。,中垂线上,场强,以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。,电势,中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。,15,等量异种点电荷,电场线,大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。,电势,中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。,连线上,场强,以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。,电势,由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。,中垂线上,场强,以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。,电势,中垂面是一个等势面，电势为零,16,2.,电势特点,中点,O,点处的电势,o,:,两点电荷连线上任意一点,P,处的电势,P,:,设两点电荷的带电量均为,q,，间距为,R,。,总结：在两个,等量正,电荷的连线上，由,A,点向,B,点方向，电势先减后增，在,r,A,=R/2,（即中点,O,处）电势最小，但电势总为正。,17,两点电荷连线的中垂线上任意一点,Q,处的电势,Q,:,总结：在两个,等量正,电荷的连线的中垂线上，由,O,点向,N,（,M,）点方向，电势一直减小且大于零，即,O,点最大，,N(M),点为零。,等量的两个负电荷形成的场,外推,结论：,在两个等量负电荷,连线上,，由,A,点向,B,点方向，电势,先增后减,，在,r,A,=R/2,（即,中点,O,处）电势最大但电势总为负,；在两个点电荷的连线的,中垂线上,，由,O,点向,N,（,M,）点方向，电势,一直增大且小于零,，即,O,点最小，,N(M),点为零。,18,2.,电势特点,中点,O,点处的电势,o,:,设两点电荷的带电量均为,q,，间距为,R,。,两点电荷连线的中垂线上任意一点,Q,处的电势,Q,:,总结：,等量异种,电荷连线的中垂线上任意一点电势均为零即等量异种电荷的连线的中垂线（面）是零势线（面）,19,两点电荷连线上任意一点,P,处的电势,P,:,总结：在两个等量异种电荷的连线上，由,A,点向,B,点方向，电势一直在减小，在,r,A,=R/2,（即中点,O,处）电势为零，正电荷一侧为正势，,负电荷一侧为负势,。,20,等量同种正电荷形成的电场，若取无穷远处电势为零，电场中各点的电势都大于零；关于两电荷连线的中点,O,对称的任意两点电势相等，在两电荷连线上，越接近中点，电势越低，中点是连线上电势的最低点，但不为零。在连线的延长线上，关于某电荷对称的两点电势不相等，,连线上的电势高于延长线上的电势（叠加）,。若以两电荷连线中点为坐标原点,O,，两电荷连线所在线为,x,轴，以纵轴为电势,，作出的,x,图象如图,6,所示。,x,O,+Q,+Q,图,6,y,O,图,7,在两电荷连线中垂线上，中点电势最高，根据沿电场线方向电势逐渐降低。若以电荷连线中点为坐标原点,O,，中垂线方向为横轴,y,。纵轴为电势,，作出的,y,图象如图,7,所示。,等量同种负电荷形成的电场与上述相反,y,O,21,关于正电荷对称的两点，根据等势面图，延长线上的电势比连线上的电势高，关于负电荷对称的两点，延长线上的电势比连线上的电势低。再根据正电荷周围的电势大于零，负电荷周围的电势小于零。以两电荷连线中点为坐标原点,O,，连线所在线横轴为,x,轴，纵轴为电势,，建立直角坐标系。,-x,图象。,O,x,+Q,-Q,图,3,22,（,2011,上海单科）,14,两个等量异种点电荷位于,x,轴上，相对原点对称分布，正确描述电势 随位置,x,变化规律的是图,【,解析,】,电场线如下图，,根据“沿电场线方向电势降低”的原理，,C,、,D,是错误的；再根据正电荷周围的电势为正，负电荷周围的电势为负，,B,也错误，,A,正确。所以本题选,A,。,23,（,2009,江苏物理,8,）,空间某一静电场的电势 在,X,轴上分布如图所示，,X,轴上两点,B,、,C,点电场强度在,X,方向上的分量分别是 、，下列说法中正确的有,A,的大小大于 的大小,B,的方向沿轴正方向,C,电荷在,0,点受到的电场力在,x,方向上的分量最大,D,负电荷沿,x,轴从,B,移到,C,的过程中，电场力先做正功，后做负功,和,【,解析,】,本题的入手点在于如何判断,的大小，由图象可知在,x,轴上各点的电场强度在,x,方向的分量不相同，如果在,x,方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为,微元法,；需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解。在,B,点和,C,点附近分别取很小的一段,d,，由图象，,B,点段对应的电势差大于,C,点段对应的电势差，,(,正点电荷电势）,AD,，可见,24,知识回顾,Knowledge Review,