场强(矢量)——对应的是力;
电势(标量)——对应的是能;
两者通过力做功——造成能量变化,而联系在一起;
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电场线与场强的关系:电场线越密的地方表示场强越大,电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向。
电场线与电势的关系:沿着电场线方向,电势越来越低。
电场线与等势面的关系:电场线越密的地方等势面也越密,电场线与通过该处的等势面垂直。
场强数值与电势数值无直接关系:场强大(或小)的地方电势不一定大(或小),零电势可人为选取,而场强是否为零则由电场本身决定。
从电势和电势能的关系来看:ε=Uq
由于通常规定无穷远处的电势为零,正的场电荷电场中的各点电势都为正值,负的场电荷的电场中的各点电势都为负值。这一点与检验电荷的电性和电量无关。这样,我们知道:ε=Uq
1)正的场源电荷电场中:U>0,负检验电荷在场中,电量为负值,因此它的电势能为负值;正检验电荷在场中,电量为正值,因此它的电势能为正值;
2)负的场源电荷电场中:U<0,负检验电荷在场中,电量为负值,因此它的电势能为正值;正检验电荷在场中,电量为正值,因此它的电势能为负值;
从电势能的特点来看,正电荷在正电荷的电场中电势能为正值,负电荷在负电荷的电场中电势能也为正值,同种电荷之间为斥力的作用,其势能为斥力势能,斥力势能大于零,相当于若规定地球上的海平面为重力势能的零点,物体在海拔高于海平面处(高山)的重力势能则为正值一样;
另一方面,正电荷在负电荷的电场中电势能为负值,负电荷在正电荷电场中电势能也为负值,异种电荷之间为引力的作用,其势能为引力势能,引力势能小于零,相当于若规定地球上的海平面为重力势能的零点,物体在海拔低于海平面处(盆地)的重力势能则为负值一样。
二、电势差。
电场中两点间的电势的差值叫做电势差,即:UAB=UA-UB,UBA=UB-UA,
在电场中A、B两点间移动电荷时,电场力的功等于电量q和这两点间的电势差UAB的乘积。即:W=qUAB
电势差与场强的关系
场强和电势是分别从力和能两个不同角度描述电场性质的物理量。电场中的某点场强的大小与该点的电势高低之间没有联系。但电荷在电场中所受的电场力与场强有关,电场力对电荷做功与被移动的电荷在两点间移动时,两点间的电势差有关。这自然令我们思考场强与电势差之间是否存在某种关系。
&& 电场强度大小 方向
1、电场强度 两个等量同种点电荷在其连线上 中垂线上产生的场强
2、电场强度 两个等量异种点电荷在其连线上 中垂线上产生的场强
3、电场强度 两个不等量同种点电荷在其连线上产生的场强 特点
4、电场强度 两个同轴固定的带等量同种电荷圆环产生的轴线上的场强
6、电场强度 两个同轴固定的带等量异种电荷圆环产生的轴线上的场强
&& 电势的分布
1、电势 两个等量同种点电荷在其连线上 中垂线上的电势分布
2、电势 两个等量同种点电荷在其连线上 中垂线上的电势分布
两个等量同种点电荷在其中垂线上的电势均为零 是过中垂线与其连线垂直的平面为零等势面,中垂线是零等势面上的一条直线
常见的几种电场线