電場知識總結

1、、電荷、電荷守恒定律1、兩種電荷：“ +”“ - ”用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電 荷。2、元電荷： 所帶電荷的最小基元，一個元電荷的電量為16×1019C，是一個電子 （或質(zhì)子 ）所帶的電量。說明：任何帶電體的帶電量皆為元電荷電量的整數(shù)倍。荷質(zhì)比 （比荷）：電荷量 q與質(zhì)量 m之比， （q/m） 叫電荷的比荷3、起電方式有三種 摩擦起電， 接觸起電 注意： 電荷的變化是電子的轉移引起的； 完全相同的帶電金屬球相接觸， 同種 電荷總電荷量平均分配，異種電荷先中和后再平分。 感應起電切割 B，或磁通量發(fā)生變化。 光電效應在光的照射下使物體發(fā)射出電子4、電荷守恒

2、定律：電荷既不能創(chuàng)造， 也不能被消滅， 它們只能從一個物體轉移到另一個物體， 或者從物體的一 部分轉移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的二、庫侖定律1內(nèi)容： 真空中兩個點電荷之間相互作用的電力， 跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。方向由電性決定（ 同性相斥、異性相吸 ）9 2 22公式： k 90×109N·m2C2極大值問題： 在 r 和兩帶電體電量和一定的情況下，當Q1=Q2時，有 F 最大值。3適用條件： （1）真空中； （2）點電荷點電荷 是一個理想化的模型， 在實際中， 當帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可 以

3、忽略不計時，就可以把帶電體視為點電荷 （這一點與萬有引力很相似，但又有不同：對 質(zhì)量均勻分布的球， 無論兩球相距多近， r 都等于球心距； 而對帶電導體球， 距離近了以后， 電荷會重新分布，不能再用球心距代替 r ）。點電荷很相似于我們力學中的質(zhì)點注意 ：兩電荷之間的作用力是相互的，遵守牛頓第三定律 使用庫侖定律計算時， 電量用絕對值代入， 作用力的方向根據(jù)“同性相排斥， 異性相吸引” 的規(guī)律定性判定。計算方法：帶正負計算，為正表示斥力；為負表示引力。 一般電荷用絕對值計算，方向由電性異、同判斷。三個自由點電荷平衡問題，靜電場的典型問題，它們均處于平衡狀態(tài)時的規(guī)律。 “三點共線，兩同夾異，兩大

4、夾小” 中間電荷靠近另兩個中電量較小的。 中間點電荷的平衡求間距，兩邊之一平衡求中間點電荷的電量，關系式為 或 q 1、 q3固定時， q2的平衡位置具有唯一性，且與 q2的電量多少，電性正負無關。三、電場：1、存在于帶電體周圍的傳遞電荷之間相互作用的特殊媒介物質(zhì)電荷間的作用總是通過電 場進行的。電場：只要電荷存在它周圍就存在電場， 電場是客觀存在的， 它具有力和能的特性。 力（ 電 場強度 ）；能（磁通量 ）若電荷不動周圍的是靜電場，若電荷運動周圍不單有電場而且產(chǎn)生磁場，2、電場的基本性質(zhì) 是對放入其中的電荷有力的作用。能使放入電場中的導體產(chǎn)生靜電感應現(xiàn)象3、電場可以由存在的電荷產(chǎn)生，也可以

5、由變化的磁場產(chǎn)生。四、電場強度 （ E） 描述電場力特性的物理量。 （矢量）1定義：放入電場中某一點的電荷受到的電場力F跟它的電量 q 的比值叫做該點的電場強度，表示該處電場的強弱2求 E的規(guī)律及方法 （有如下 5種）： E （ 定義 普遍適用 ）單位是： N/C或 V/m； “描述自身的物理量”統(tǒng)統(tǒng)不能說×× 正此，××反比 （ 下同 ） （ 導出式，真空中的點電荷，其中Q是產(chǎn)生該電場的電荷 ） （ 導出式，僅適用于勻強電場，其中d是沿電場線方向上的距離 ） 電場的矢量疊加： 當存在幾個場源時， 某處的合場強 =各個場源單獨存在時在此處產(chǎn)生場 強的矢量

6、和 利用對稱性求解。 3方向：與該點正電荷受力方向相同，與負電荷的受力方向相反； 電場線的切線方向是該點場強的方向； 場強的方向與該處等勢面的方向垂直平行板電容器邊緣除外。4在電場中某一點確定了，則該點場強的大小與方向就是一個定值，與放入的檢驗電荷無 關，即使不放入檢驗電荷，該處的場強大小方向仍不變。檢驗電荷q 充當“測量工具”的作用某點的 E 取決于電場本身 ,（ 即場源及這點的位置 ,） 與 q 檢的正負 , 電何量 q 檢和受到的電場力 F無關.這一點很相似于重力場中的重力加速度 , 點定則重力加速度定 . 與放入該處物體的質(zhì)量無關 , 即使不放入物體 , 該處的重力加速度仍為一個定值5

7、、電場強度是矢量， 電場強度的合成按照矢量的合成法則 （平行四邊形法則和三角形法則）6、電場強度和電場力是兩個概念，電場強度的大小與方向跟放入的檢驗電荷無關，而電場 力的大小與方向則跟放入的檢驗電荷有關，五、電場線：定義： 在電場中為了形象的描繪電場而人為想象出或假想的曲線 描述 E的強弱 （疏密）和方向 。電場線實際上并不存但 E 又是客觀存在的，電場線是人為引入的研究工具。 電場線是人為引進的，實際上是不 存在的；法拉第首先提出用電場線形象生動地描繪電場或磁場。 切線方向表示該點場強的方向，也是正電荷的受力方向 靜電場電場線有始有終：始于“ +”，終止于“ - ”或無窮遠， 從正電荷出發(fā)到

8、負電荷終止， 或從正電荷出發(fā)到無窮遠處終止， 或者從無窮遠處出發(fā)到負電 荷終止 疏密表示該處電場的強弱，也表示該處場強的大小越密，則E 越強 勻強電場的電場線平行且等間距直線表示 （ 平行板電容器間的電場，邊緣除外 ） 沒有畫出電場線的地方不一定沒有電場 沿著電場線方向，電勢越來越低但 E不一定減?。谎?E 方向電勢降低最快的方向。 電場線等勢面電場線由高等勢面批向低等勢面 . 靜電場的電場線不相交 , 不終斷 , 不成閉合曲線。但變化的電場的電場線是閉合的。 電場線不是電荷運動的軌跡也不能確定電荷的速度方向。除非三個條件同時滿足：電場線為直線，v 0=0或 v0方向與 E 方向平行。僅受電場

9、力作 用。六、熟記幾種典型電場的電場線特點： （重點）勻強電場點電荷與帶電平板+等量異種點電荷的電場等量同種點電荷的電場孤立點電荷周圍的電場 孤立點電荷周圍的電場； 等量異種點電荷的電場 （ 連線和中垂線上的電場特點 ） ；等量 同種點電荷的電場 （連線和中垂線上的電場特點 ） ；勻強電場； 點電荷與帶電平板； 具 有某種對稱性的電場；均勻輻射狀的電場周期性變化的電場。第2課電場能的性質(zhì) （ 電勢 ）一、電勢差 U （是指兩點間的） 定義： 電場中兩點間移動檢驗電荷 q（從 AB），電場力做的功 WAB跟其電量 q 的比值叫做 這兩點間的電勢差， UAB=WAB/q 是標量 UAB的正負只表示

10、兩點電勢誰高誰低。 UAB 為正表示 A點的電勢高于 B 點的電勢。 數(shù)值上 =單位正電荷從 AB過程中電場力所做的功。 等于 A、B 的電勢之差 , 即 UAB= A B 在勻強電場中 UAB= EdE （d E表示沿電場方向上的距離 ）意義： 反映電場本身性質(zhì)，取決于電場兩點，與移動的電荷無關，與零電勢的選取無關，電勢差對應靜電力做功，電能 其它形式的能。電動勢對應非靜電力做功電能 其它形式的能點評 ：電勢差很類似于重力場中的高度差 物體從重力場中的一點移到另一點， 重力做的功 跟其重量的比值叫做這兩點的高度差hW/G二、電勢 （是指某點的）描述電場能性質(zhì)的物理量。必須先選一個零勢點， （

11、具有相對性）相對零勢點而言，常選無窮遠或大地作為零電勢。正點電荷產(chǎn)生的電場中各點的電勢為正，負點電荷產(chǎn)生的電場中各點的電勢為負。 定義：某點相對零電勢的電勢差叫做該點的電勢，是標量 在數(shù)值上 =單位正電荷由該點移到零電勢點時電場力所做的功 .特點： 標量：有正負，無方向，只表示相對零勢點比較的結果。 電場中某點的電勢由電場本身因素決定，與檢驗電荷無關。與零勢點的選取有關。 沿電場線方向電勢降低，逆。 。（但場強不一定減?。?。沿 E 方向電勢降得最快。 當存在幾個場源時，某處合電場的電勢等于各個場源在此處產(chǎn)生電勢代數(shù)和的疊加。電勢高低的判斷方法： 1根據(jù)電場線的方向判斷； 2電場力做功判斷；

12、3電勢能變化判斷。 點評 ：類似于重力場中的高度某點相對參考面的高度差為該點的高度注意：（1） 高度是相對的 與參考面的選取有關， 而高度差是絕對的與參考面的選取無關 同 樣電勢是相對的與零電勢的選取有關，而電勢差是絕對的，與零電勢的選取無關（2）一般選取無限遠處或大地的電勢為零當零電勢選定以后，電場中各點的電勢為定值（3）電場中 A、 B兩點的電勢差等于 A、 B的電勢之差 ,即 UAB= A B,沿電場線方向電勢降 低.三、電勢能 E 1概念：由電荷及電荷在電場中的相對位置決定的能量，叫電荷的電勢能。 電勢能具有相對性，與零參考點的選取有關 （ 通常選地面或遠為電勢能零點 ） 特別指出：

13、電勢能實際應用不大，常實際應用的是電勢能的變化。電荷在電場中某點的電勢能 =把電荷從此點移到電勢能零處電場力所做的功。 E=q A0四、電場力做功與電勢能1電勢能：電場中電荷具有的勢能稱為該電荷的電勢能電勢能是電荷與所在電場所共有的。2電勢能的變化：電場力做正功電勢能減少；電場力做負功電勢能增加 重力勢能變化：重力做正功重力勢能減少；重力做負功重力勢能增加1 電場力做功： 由電荷的正負和移動的方向去判斷 （4 種情況 ） 功的正負 電勢能的變化 （重點和難點知識）正、負電荷沿電場方向和逆電場方向的4種情況。 （上課時一定要搞清楚的，否則對以后的學習帶來困難）電場力做功過程就是電勢能與其它形式能

14、轉化的過程（電勢差） ，做功的數(shù)值就是能量轉化 的多少。W=FSCOS 勻（ 強電場 ） W=qEd （d 為沿場強方向上的距離 ）W=qU=-Ep， U為電勢差， q 為電量重力做功： WGh，h 為高度差， G為重量電場力做功跟路徑無關，是由初末位置的電勢差與電量決定 重力做功跟路徑無關，是由初末位置的高度差與重量決定四、等勢面、線、體 1電場中電勢相等的點所組成的面為等勢面 2特點(1) 各點電勢相等，等勢面上任意兩點間的電勢差為零， 在特勢面上移動電荷 (不論方式如何 , 只要起終點在同一等勢面上 )電場力不做功 電場力做功為零，路徑不一定沿等勢面運動，但起點、終點一定在同一等勢面上。

15、(2) 畫法規(guī)定：相領等勢面間的電勢差相等 等差等勢面的蔬密可表示電場的強弱(3) 處于靜電平衡狀態(tài)的導體：整個導體是一個等勢體，其表面為等勢面 E 內(nèi)=0，任兩點 間 UAB=0越靠近導體表面等勢面越密，形狀越與導體形狀相似，等勢面越密電場強度越大，曲 率半徑越小 (越尖)的地方，等勢面 (電場線 )都越密 ,這就可解釋尖端放電現(xiàn)象，如避雷針。(4) 勻強電場， 電勢差相等的等勢面間距離相等， 點電荷形成的電場， 電勢差相等的等勢面 間距不相等，越向外距離越大(5) 等勢面上各點的電勢相等但電場強度不一定相等(6) 電場線等勢面，且由電勢高的面指向電勢低的面，沒電場線方向電勢降低。(7) 兩

16、個等勢面永不相交規(guī)律方法 1 、一組概念的理解與應用電勢、電勢能、電場強度都是用來描述電場性質(zhì)的物理， ，它們之間有十分密切的聯(lián)系，但 也有很大區(qū)別，解題中一定注意區(qū)分，現(xiàn)列表進行比較(1)電勢與電勢能比較：電勢 電勢能 1反映電場能的性質(zhì)的物理量荷在電場中某點時所具有的電勢能2電場中某一點的電勢 的大小，只跟電場本電勢能的大小是由點電荷 q 和該點電勢 共身有關，跟點電荷無關同決定的3電勢差卻是指電場中兩點間的電勢之差，電勢能差 是指點電荷在電場中兩點間的U= A B，取 B=0時， A=U電勢能之差 = A B=W，取 B=0時，A=4 電勢沿電場線逐漸降低，取定零電勢點后， 某點的電勢高

17、于零者，為正值某點的電勢 低于零者，為負值正點荷 （十 q）：電勢能的正負跟電勢的正負相 同負電荷 （一 q）：電勢能的正負限電勢的正負相 反單位：焦耳電勢 描述電場的能的性質(zhì)5 單位：伏特6 聯(lián)系： =q， w= =qU2）電場強度與電勢的對比電場強度 E 1 描述電場的力的性質(zhì)2 電場中某點的場強等于放在該點的正點電荷 電場中某點的電勢等于該點跟選定的標準位 所受的電場力 F 跟正點電荷電荷量 q 的比 置（零電勢點）間的電勢差， =/q ， 在 值·E=F/q，E 在數(shù)值上等于單位正電荷所受 數(shù)值上等于單位正電荷所具有的電勢能 的電場力3 矢量標量4 單位： N/C;V/mV（

18、 1V=1J/C）5 聯(lián)系：在勻強電場中 UAB=Ed （d 為 A、B 間沿電場線方向的距離） 電勢沿著電場 強度的方向降落2、 公式 E=U/d 的理解與應用（1）公式 E=U/d 反映了電場強度與電勢差之間的關系，由公式可知，電場強度的方向就是電 勢降低最快的方向（2）公式 E=U/d 只適用于勻強電場，且 d表示沿電場線方向兩點間的距離，或兩點所在等勢面的范離（3）對非勻強電場，此公式也可用來定性分析，但非勻強電場中，各相鄰等勢面的電勢差為 一定值時，那么 E越大處， d 越小，即等勢面越密3、 電場力做功與能量的變化應用電場力做功， 可與牛頓第二定律， 功和能等相綜合， 解題的思路和

19、步驟與力學中的完全 相同，但要注意電場力做功的特點與路徑無關知識簡析 一、電場中的導體1、靜電感應： 把金屬導體放在外電場 E 外中，由于導體內(nèi)的自由電子受電場力作用定向移動， 使得導體兩端出現(xiàn)等量的異種電荷， 這種由于導體內(nèi)的自由電子在外電場作用下重新分布的 現(xiàn)象叫做靜電感應。由帶電粒子在電場（在靠近帶電體端感應出異種電荷，在遠離帶電體端感應出同種電荷） 中受力去分析。靜電感應可從兩個角度來理解： 根據(jù)同種電荷相排斥，異種電荷相吸引來解釋； 也可以從電勢的角度來解釋，導體中的電子總是沿電勢高的方向移動 2靜電平衡狀態(tài)：發(fā)生靜電感應后的導體，兩端面出現(xiàn)等量感應電荷，感應電荷產(chǎn)生一個附加電場E 附，這個E附與原電場方向相反，當 E附增到與原電場等大時， （即 E 附與 E外），合場強為零，自由電子 定向移動停止，這時的導體處于靜電