電場(chǎng)知識(shí)總結(jié)

1、一、電荷、電荷守恒定律1、兩種電荷：“+”“-”用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電荷，用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電荷。2、元電荷：所帶電荷的最小基元，一個(gè)元電荷的電量為16×1019C，是一個(gè)電子(或質(zhì)子)所帶的電量。說(shuō)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(zhuǎn)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(yīng)起電切割B，或磁通量發(fā)生變化。光電效應(yīng)在光的照射下使物體發(fā)射出電子4、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它

2、們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的二、庫(kù)侖定律1 內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)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)2 公式： k90×109N·m2C2 極大值問(wèn)題：在r和兩帶電體電量和一定的情況下，當(dāng)Q1=Q2時(shí)，有F最大值。3適用條件：（1）真空中； （2）點(diǎn)電荷 點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的模型，在實(shí)際中，當(dāng)帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以把帶電體視為點(diǎn)電荷（這一點(diǎn)與萬(wàn)有引力很相似，但又有不同：對(duì)質(zhì)

3、量均勻分布的球，無(wú)論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）。點(diǎn)電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)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(kù)侖定律計(jì)算時(shí)，電量用絕對(duì)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(jì)算方法：帶正負(fù)計(jì)算，為正表示斥力；為負(fù)表示引力。 一般電荷用絕對(duì)值計(jì)算，方向由電性異、同判斷。 三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡問(wèn)題，靜電場(chǎng)的典型問(wèn)題，它們均處于平衡狀態(tài)時(shí)的規(guī)律。 “三點(diǎn)共線，兩同夾異，兩大夾小” 中間電荷靠近另兩個(gè)中電量較小的。 中間點(diǎn)電荷的平衡求間距，兩邊之一平衡求中間點(diǎn)電荷的電量，關(guān)系式為

4、 或 q1、q3固定時(shí)，q2的平衡位置具有唯一性，且與q2的電量多少，電性正負(fù)無(wú)關(guān)。 三、電場(chǎng)：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(guò)電場(chǎng)進(jìn)行的。 電場(chǎng)：只要電荷存在它周圍就存在電場(chǎng)，電場(chǎng)是客觀存在的，它具有力和能的特性。力(電場(chǎng)強(qiáng)度)；能(磁通量)若電荷不動(dòng)周圍的是靜電場(chǎng)，若電荷運(yùn)動(dòng)周圍不單有電場(chǎng)而且產(chǎn)生磁場(chǎng)，2、電場(chǎng)的基本性質(zhì)-是對(duì)放入其中的電荷有力的作用。能使放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象3、電場(chǎng)可以由存在的電荷產(chǎn)生，也可以由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生。四、電場(chǎng)強(qiáng)度(E)描述電場(chǎng)力特性的物理量。（矢量）1定義：放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電量q的

5、比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)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(shuō)××正此，××反比(下同) (導(dǎo)出式，真空中的點(diǎn)電荷，其中Q是產(chǎn)生該電場(chǎng)的電荷) (導(dǎo)出式，僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中d是沿電場(chǎng)線方向上的距離) 電場(chǎng)的矢量疊加：當(dāng)存在幾個(gè)場(chǎng)源時(shí)，某處的合場(chǎng)強(qiáng)=各個(gè)場(chǎng)源單獨(dú)存在時(shí)在此處產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的矢量和 利用對(duì)稱性求解。3方向：與該點(diǎn)正電荷受力方向相同，與負(fù)電荷的受力方向相反；電場(chǎng)線的切線方向是該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向；場(chǎng)強(qiáng)的方向與該處等勢(shì)面的方向垂直平行板電容器邊緣除外。4在電場(chǎng)中某

6、一點(diǎn)確定了，則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小與方向就是一個(gè)定值，與放入的檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，即使不放入檢驗(yàn)電荷，該處的場(chǎng)強(qiáng)大小方向仍不變。檢驗(yàn)電荷q充當(dāng)“測(cè)量工具”的作用某點(diǎn)的E取決于電場(chǎng)本身,(即場(chǎng)源及這點(diǎn)的位置,)與q檢的正負(fù),電何量q檢和受到的電場(chǎng)力F無(wú)關(guān).這一點(diǎn)很相似于重力場(chǎng)中的重力加速度,點(diǎn)定則重力加速度定.與放入該處物體的質(zhì)量無(wú)關(guān),即使不放入物體,該處的重力加速度仍為一個(gè)定值5、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力是兩個(gè)概念，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向跟放入的檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，而電場(chǎng)力的大小與方向則跟放入的檢驗(yàn)電荷有關(guān)，五、電場(chǎng)線：定義：在電場(chǎng)中為了形

7、象的描繪電場(chǎng)而人為想象出或假想的曲線描述E的強(qiáng)弱(疏密)和方向。電場(chǎng)線實(shí)際上并不存但E又是客觀存在的，電場(chǎng)線是人為引入的研究工具。電場(chǎng)線是人為引進(jìn)的，實(shí)際上是不存在的； 法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng)或磁場(chǎng)。 切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，也是正電荷的受力方向 靜電場(chǎng)電場(chǎng)線有始有終：始于“+”，終止于“-”或無(wú)窮遠(yuǎn)，從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出發(fā)到無(wú)窮遠(yuǎn)處終止，或者從無(wú)窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷終止 疏密表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱，也表示該處場(chǎng)強(qiáng)的大小越密，則E越強(qiáng) 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行且等間距直線表示(平行板電容器間的電場(chǎng)，邊緣除外) 沒(méi)有畫出電場(chǎng)線的地方不一定沒(méi)有電場(chǎng) 沿著電場(chǎng)線方向，電

8、勢(shì)越來(lái)越低但E不一定減??；沿E方向電勢(shì)降低最快的方向。 電場(chǎng)線等勢(shì)面電場(chǎng)線由高等勢(shì)面批向低等勢(shì)面. 靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不相交,不終斷,不成閉合曲線。但變化的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的。 電場(chǎng)線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡也不能確定電荷的速度方向。除非三個(gè)條件同時(shí)滿足：電場(chǎng)線為直線，v0=0或v0方向與E方向平行。僅受電場(chǎng)力作用。六、熟記幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線特點(diǎn)：（重點(diǎn)）勻強(qiáng)電場(chǎng)點(diǎn)電荷與帶電平板+等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)；等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(連線和中垂線上的電場(chǎng)特點(diǎn))；等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(連線和中垂線上的電場(chǎng)特點(diǎn))；勻強(qiáng)電場(chǎng)；點(diǎn)電荷與帶電平板；具有某種對(duì)稱

9、性的電場(chǎng)；均勻輻射狀的電場(chǎng)周期性變化的電場(chǎng)。第2課 電場(chǎng)能的性質(zhì)(電勢(shì) )一、電勢(shì)差U （是指兩點(diǎn)間的）定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)檢驗(yàn)電荷q（從AB），電場(chǎng)力做的功WAB跟其電量q的比值叫做這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，UAB=WAB/q 是標(biāo)量UAB的正負(fù)只表示兩點(diǎn)電勢(shì)誰(shuí)高誰(shuí)低。UAB為正表示A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)。數(shù)值上=單位正電荷從AB過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功。等于A、B的電勢(shì)之差,即UAB=AB在勻強(qiáng)電場(chǎng)中UAB= EdE (dE表示沿電場(chǎng)方向上的距離)意義：反映電場(chǎng)本身性質(zhì)，取決于電場(chǎng)兩點(diǎn)，與移動(dòng)的電荷無(wú)關(guān)，與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)，電勢(shì)差對(duì)應(yīng)靜電力做功， 電能 其它形式的能。電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)非靜電力做功 電能

10、其它形式的能點(diǎn)評(píng)：電勢(shì)差很類似于重力場(chǎng)中的高度差物體從重力場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點(diǎn)的高度差hW/G二、電勢(shì)（是指某點(diǎn)的）描述電場(chǎng)能性質(zhì)的物理量。必須先選一個(gè)零勢(shì)點(diǎn)，（具有相對(duì)性）相對(duì)零勢(shì)點(diǎn)而言，常選無(wú)窮遠(yuǎn)或大地作為零電勢(shì)。正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為正，負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)。定義：某點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)的電勢(shì)差叫做該點(diǎn)的電勢(shì)，是標(biāo)量在數(shù)值上=單位正電荷由該點(diǎn)移到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功.特點(diǎn)： 標(biāo)量：有正負(fù)，無(wú)方向，只表示相對(duì)零勢(shì)點(diǎn)比較的結(jié)果。 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)由電場(chǎng)本身因素決定，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。與零勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)。 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，逆。（但場(chǎng)強(qiáng)

11、不一定減?。Ｑ谽方向電勢(shì)降得最快。 當(dāng)存在幾個(gè)場(chǎng)源時(shí)，某處合電場(chǎng)的電勢(shì)等于各個(gè)場(chǎng)源在此處產(chǎn)生電勢(shì)代數(shù)和的疊加。電勢(shì)高低的判斷方法：1根據(jù)電場(chǎng)線的方向判斷；2電場(chǎng)力做功判斷；3電勢(shì)能變化判斷。點(diǎn)評(píng)：類似于重力場(chǎng)中的高度某點(diǎn)相對(duì)參考面的高度差為該點(diǎn)的高度注意：(1) 高度是相對(duì)的與參考面的選取有關(guān)，而高度差是絕對(duì)的與參考面的選取無(wú)關(guān)同樣電勢(shì)是相對(duì)的與零電勢(shì)的選取有關(guān)，而電勢(shì)差是絕對(duì)的，與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)(2) 一般選取無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零當(dāng)零電勢(shì)選定以后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為定值(3) 電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于A、B的電勢(shì)之差,即UAB=AB,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低.三、電勢(shì)能E1概念：由電

12、荷及電荷在電場(chǎng)中的相對(duì)位置決定的能量，叫電荷的電勢(shì)能。電勢(shì)能具有相對(duì)性，與零參考點(diǎn)的選取有關(guān)(通常選地面或遠(yuǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn))特別指出：電勢(shì)能實(shí)際應(yīng)用不大，常實(shí)際應(yīng)用的是電勢(shì)能的變化。電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能=把電荷從此點(diǎn)移到電勢(shì)能零處電場(chǎng)力所做的功。E=q A0四、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能1電勢(shì)能：電場(chǎng)中電荷具有的勢(shì)能稱為該電荷的電勢(shì)能電勢(shì)能是電荷與所在電場(chǎng)所共有的。2電勢(shì)能的變化：電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加重力勢(shì)能變化：重力做正功重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加1 電場(chǎng)力做功：由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向去判斷(4種情況) 功的正負(fù) 電勢(shì)能的變化（重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)）正、負(fù)電荷沿電場(chǎng)

13、方向和逆電場(chǎng)方向的4種情況。 （上課時(shí)一定要搞清楚的，否則對(duì)以后的學(xué)習(xí)帶來(lái)困難）電場(chǎng)力做功過(guò)程就是電勢(shì)能與其它形式能轉(zhuǎn)化的過(guò)程（電勢(shì)差），做功的數(shù)值就是能量轉(zhuǎn)化的多少。W=FSCOS (勻強(qiáng)電場(chǎng)) W=qEd (d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離)W=qU=-Ep，U為電勢(shì)差，q為電量 重力做功：WGh，h為高度差，G為重量 電場(chǎng)力做功跟路徑無(wú)關(guān)，是由初末位置的電勢(shì)差與電量決定重力做功跟路徑無(wú)關(guān)，是由初末位置的高度差與重量決定 四、等勢(shì)面、線、體1電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)所組成的面為等勢(shì)面2特點(diǎn)(1) 各點(diǎn)電勢(shì)相等，等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，在特勢(shì)面上移動(dòng)電荷(不論方式如何,只要起終點(diǎn)在同一等勢(shì)面上)電場(chǎng)

14、力不做功電場(chǎng)力做功為零，路徑不一定沿等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)，但起點(diǎn)、終點(diǎn)一定在同一等勢(shì)面上。(2) 畫法規(guī)定：相領(lǐng)等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等 等差等勢(shì)面的蔬密可表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱(3) 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，其表面為等勢(shì)面E內(nèi)=0，任兩點(diǎn)間UAB=0 越靠近導(dǎo)體表面等勢(shì)面越密，形狀越與導(dǎo)體形狀相似，等勢(shì)面越密電場(chǎng)強(qiáng)度越大，曲率半徑越小(越尖)的地方，等勢(shì)面(電場(chǎng)線)都越密,這就可解釋尖端放電現(xiàn)象，如避雷針。(4) 勻強(qiáng)電場(chǎng)，電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距離相等，點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距不相等，越向外距離越大(5) 等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等但電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相等(6) 電場(chǎng)線等勢(shì)面，且由電

15、勢(shì)高的面指向電勢(shì)低的面，沒(méi)電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。(7) 兩個(gè)等勢(shì)面永不相交規(guī)律方法 1、一組概念的理解與應(yīng)用電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)強(qiáng)度都是用來(lái)描述電場(chǎng)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(jìn)行比較（1）電勢(shì)與電勢(shì)能比較： 電勢(shì)電勢(shì)能1反映電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)所具有的電勢(shì)能2電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的大小，只跟電場(chǎng)本身有關(guān)，跟點(diǎn)電荷無(wú)關(guān)電勢(shì)能的大小是由點(diǎn)電荷q和該點(diǎn)電勢(shì)共同決定的3電勢(shì)差卻是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差，U=AB，取B=0時(shí)，A=U電勢(shì)能差是指點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)能之差=AB=W，取B=0時(shí)，A=4電勢(shì)沿電場(chǎng)線逐漸降低，取定零電勢(shì)點(diǎn)

16、后，某點(diǎn)的電勢(shì)高于零者，為正值某點(diǎn)的電勢(shì)低于零者，為負(fù)值正點(diǎn)荷（十q）：電勢(shì)能的正負(fù)跟電勢(shì)的正負(fù)相同負(fù)電荷（一q）：電勢(shì)能的正負(fù)限電勢(shì)的正負(fù)相反5單位：伏特單位：焦耳6聯(lián)系：=q，w=qU （2）電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的對(duì)比 電場(chǎng)強(qiáng)度E電勢(shì)1描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)2電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于放在該點(diǎn)的正點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力F跟正點(diǎn)電荷電荷量q的比值·E=F/q，E在數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場(chǎng)力電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢(shì)點(diǎn)）間的電勢(shì)差，=/q，在數(shù)值上等于單位正電荷所具有的電勢(shì)能3矢量標(biāo)量4單位：N/C;V/mV（1V=1J/C）5聯(lián)系：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中UAB=Ed

17、 (d為A、B間沿電場(chǎng)線方向的距離） 電勢(shì)沿著電場(chǎng)強(qiáng)度的方向降落2、 公式E=U/d的理解與應(yīng)用(1)公式E=U/d反映了電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系，由公式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向(2)公式E=U/d只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，且d表示沿電場(chǎng)線方向兩點(diǎn)間的距離，或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面的范離(3)對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)，此公式也可用來(lái)定性分析，但非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，各相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差為一定值時(shí)，那么E越大處，d越小，即等勢(shì)面越密3、 電場(chǎng)力做功與能量的變化應(yīng)用 電場(chǎng)力做功，可與牛頓第二定律，功和能等相綜合，解題的思路和步驟與力學(xué)中的完全相同，但要注意電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)與路徑無(wú)關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)析 一、電場(chǎng)中的導(dǎo)體1、靜

18、電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng)E外中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用定向移動(dòng)，使得導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量的異種電荷，這種由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在外電場(chǎng)作用下重新分布的現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。（在靠近帶電體端感應(yīng)出異種電荷，在遠(yuǎn)離帶電體端感應(yīng)出同種電荷）由帶電粒子在電場(chǎng)中受力去分析。靜電感應(yīng)可從兩個(gè)角度來(lái)理解：根據(jù)同種電荷相排斥，異種電荷相吸引來(lái)解釋；也可以從電勢(shì)的角度來(lái)解釋，導(dǎo)體中的電子總是沿電勢(shì)高的方向移動(dòng)2靜電平衡狀態(tài)：發(fā)生靜電感應(yīng)后的導(dǎo)體，兩端面出現(xiàn)等量感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷產(chǎn)生一個(gè)附加電場(chǎng)E附，這個(gè)E附與原電場(chǎng)方向相反，當(dāng)E附增到與原電場(chǎng)等大時(shí)，（即E附與E外），合場(chǎng)強(qiáng)為零，自由電子定向移動(dòng)停止，這時(shí)的導(dǎo)體處于靜電平平衡狀態(tài)。注意：這沒(méi)有定向移動(dòng)而不是