如何确定等势面_逐字稿4:电场中有哪些概念?如何进行分析判断?

一、电场中有哪些概念?

一共有三组概念:1、电场、电场力;2、电势、电势差;3、电场力做功、电势能

二、如何进行这些概念的分析判断?

1-1、如何判断电场的大小?

(1)有电场线的情况,根据电场力疏密来判断,电场线越密,电场越大。

(2)电场的矢量叠加,在同一个点对不同方向的电场进行矢量合成,应用正交分解和三角函数来计算这个点的合电场。

(3)基本公式:点电荷q在r处产生的电场大小:

点电荷的电场方向:正电荷光芒万丈,负电荷万箭穿心。

具体步骤:

第一步:观察有无电场线,有则看疏密,没有就进行矢量合成。

第二步:观察有几个电场分量,各自的方向是什么。

第三步:进行矢量合成,正交分解、三角函数

(4)典型模型:

1)两个同性点电荷的电场叠加

连线的中点处,电场为0,无限远处电场为0,夹角为

处最大。根据矢量合成得出。

2)两个异性点电荷的电场叠加

连线的中点处,电场最大,越远电场越小。根据矢量合成得出。

3)其他情况,都采用矢量合成。矢量合成的步骤:确定各自的方向、正交分解、三角函数、求极值。

1-2、如何计算电场力?

1)基本公式:

(q为﹢,F与E同向;q为﹣,F与E反向)

2)典型模型:

三球平衡,结论:两同夹异,两大夹小。由电场力平衡得出。

具体步骤:

第一步:计算电场E

第二步:带公式计算

第三步:判断电场力的方向

2-1、如何判断电势的大小?

(1)电势是绝对的还是相对的?

电势是相对的,默认无限远处电势为0.

把电势类比成高度(地势)来理解,高度、高度差、重力做功、重力势能都类比成电势、电势差、电场力做功、电势能。

地面类比成零势面,正电荷类比成山顶、负电荷类比成海底,逻辑上是完全一样的。

(2)如何计算电势的大小?

1)有电场线的情况,沿着电场线电势降低

2)没有电场线的情况,越靠近正电荷电势越高,电势为正,越靠近负电荷电势越低,电势为负。类比成山顶和海底。

具体步骤:

第一步:观察有无电场线,有电场线就沿着电场线电势降低。没有电场线就看第二步

第二步:观察有没有正电荷或者负电荷,靠近正电荷电势大、靠近负电荷电势小。

2-2、如何计算电势差?

把电势差类比成高度差来理解,注意电势差的角标分前后,

电势差与电场的关系:

注意公式和实际方向是有对应关系的,计算的E是从A指向B,再根据它的实际正负来判断。d是沿着E的方向的。

具体步骤:

第一步:计算电场的大小和方向

第二步:计算沿电场线的距离d

第三步:带入公式得出结果,判断符号和方向

3-1、如何计算电场力做功?

(1)电场力做功公式:

注意:

都是要带符号的。

实际计算中,我们只需要判断

的正负和大小,就可以计算

的正负和大小。

具体步骤:

第一步:计算电势差Uab及其正负;

第二步:带入公式计算,注意全部都要带符号。

3-2、如何计算电势能?

(1)注意:电场力做功等于电势能的变化量,不等于电势能。

因此:

,全部都带上符号。因此电势能的大小与电荷的电量正负和该处的电势大小有关,电势能也是相对的。

(2)电场力做功与电势能变化的关系。

和重力做功一样,重力做正功,重力势能减小,重力做负功,重力势能增大。

电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增大。

具体步骤:

第一步:找出电荷量q

第二步:计算改点的电势

第三步:带入计算,注意符号

3-3、如何用等势面分析判断电场的大小和方向?

第一步:采用上述公式,计算出各点的电势大小。

第二步:根据几何比例关系找出电势相同的点,画出等势面。

第三步:做等势面的垂线就是电场线的方向直线,再根据电势大小确定具体的方向。

第四步:根据其他条件和公式,计算电场的大小。

3-4、如何根据运动轨迹判断粒子带正电还是负电?

这种题目,电场线都是曲线,粒子也做曲线运动。

第一步:在一个点处做切线,就是这个点的电场方向,这个点处的电场力一定在这条线上,就是看在哪个方向。

第二步:根据粒子的曲线运动轨迹,电场力作为向心力,一定朝着曲线的凹侧方向,电场力的方向就确定了。

第三步:比较电场力的方向和电场的方向,相同则为正电,相反则为负电。

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