《静电场》章末知识梳理

第一章静电场1.1电荷·摩擦起电的原理：电子从一个物体上转移到了另一个物体上·自由电子的含义·离子的含义·金属导电的原理：正离子在自己的平衡位置上振动，自由电子在金属中穿梭（绝缘体不含自由电子）·静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷中的相互吸引和排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一侧带同号电荷******1.2**1.32.1*点电荷是一种理想化的物理模型；*当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．***验电器与静电计的结构与原理玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出．如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计．注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的．不管是静电计的指针还是验电器的箔片，它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥的结果．.3.1电场·概念：电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场．**电荷间的相互作用是通过电场实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用．·电荷之间通过电场相互作用的规律：A 产生的场对 B 作用；B 产生的场对A 作用3.2电场强度·物理意义：表示电场的强弱和方向．·定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度．·定义式：E＝F单位：N/C=V/mq***标矢性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向3.3点电荷的电场电场强度的叠加·点电荷的电场 E =kQ（注意方向和正负电荷的不同情况）r 2·电场叠加：电场强度的叠加遵从平行四边形定则．·均匀带电球壳（体）外部的电场：E =kQ（r 是球心到该点的距离）r 23.4电场线·定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场强度的大小．·特点：(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处；(2)电场线在电场中不相交；(3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向；(5)沿电场线方向电势逐渐降低；(6)电场线和等势面在相交处互相垂直．***几种典型电场的电场线3.5匀强电场·定义：电场中各个点电场强度的大小相等,方向相同·电场线的特点：电场线平行，电场线密度均匀（间隔相等的平行线）·举例：带等量异号电荷的一对平行金属板，两板间距很近，除边缘部分外，均为匀强电场4.1电场力做功的特点·在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，电场力做功与重力做功相似．·在匀强电场中，电场力做的功W＝Eqd，其中 d 为沿电场线方向的位移．4.2**4.3***4.4③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面．④等差等势面越密的地方电场强度越大；反之越小．⑤任意两等势面不相交．****电势是描述电场本身的能的性质的物理量，由电场本身决定，而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能，由电荷与电场共同决定．5.1 电势差·电荷 q 在电场中 A 、B 两点间移动时，电场力所做的功 W AB 跟它的电荷量 q 的比值，叫做A 、B 间的电势差，也叫电压．公式：U AB ＝W AB .单位：伏(V)． q·电势差与电势的关系：U AB ＝φA －φB ，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且有 U AB ＝－U BA .·电势差 U AB 由电场中 A 、B 两点的位置决定，与移动的电荷 q 、电场力做的功 W AB 无关，与6.1 ·Ed ，7.1 7.2 7.3 7.4 8.1 充电：使电容器带电的过程，充8.2 8.3 平行板电容器的电容·平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的距离成 反比．·决定式：C ＝ εr S ，k 为静电力常量．4πkd Q ****C ＝ 适用于任何电容器，但 C ＝ εr S 仅适用于平行板电容器．U 4πkd8.4常用电容器9.1带电粒子的加速·带电粒子在电场中加速若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量．(1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝1m v2－1m v 0 2或F＝qE＝qU＝ma.2 2 d(2)在非匀强电场中：W＝qU＝1m v2－1m v0 2.9.22.考(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．9.3示波管的原理。

《静电场》知识点梳理静电场问题，以其情况多样，概念繁多成了初学者的痛，痛点很多，如何去痛？痛点一.概念多、规律多、1.库仑定律：描述点电荷间相互作用力的规律。

虽然形式上和万有引力定律极其相似，但实质却有很大不同。

最大的不同，万有引力只有引力，而点电荷间的作用力却有引力、斥力两种，电性决定。

类比学习就要特别关注不同点，此处就为电荷间作用力比万有引力复杂埋下了伏笔。

2.电场强度：实质就是个“电场力加速度“。

可能最大的不适应就是这个量了，美美地类比了一通，重力场强度就是重力加速度，万物同一。

电场强度和带电粒子的加速度压根就不是一回事。

文字功底好一点，对理科学习的促进作用真的不可估量，不用浪费那么多的脑细胞去胡思乱想了，电场强度就是表示电场强弱的物理量，加速度本是运动学的一个概念，带电粒子在电场中只受电场力时的加速度除了受电场力制约，还与带电粒子质量有关。

理解概念很关键，概念也可以制造焦虑。

而概念又是以文字来表述的，不懂文字就会产生焦虑，想活得开心一点，先得好好学学《说文解字》。

渴了喝水谁也觉得没问题，你硬要故作高雅说喝H2O,很可能会起到吓着你没学过化学的老妈的作用，在她的认知里，除了水之外其他稀奇古怪的名词都和敌敌畏是一样的毒药。

傻傻分不清和啥啥都拎得清，除了天生的智慧还需要后天的学习。

迈过电场强度这个坑，在静电学这个国度里混个中产不成问题了，迈不过这个坑，十有八九要被摔得鼻青脸肿了。

好好迈，长点心，别打盹。

为什么静电学开宗明义第一个定量表达式就是库仑定律？学理科的都应清楚，最前边的内容都是最基础的，最基础的就是最重要的，后面的内容都是前边这个最基础的演绎过来的。

1+1=2，简单到让你怀疑弱智也可以懂的式子，先不说这个如何证明，所有的加减乘除甚至乘方，都是从这个最简的式子一步步推演出来的。

库伦定律之于静电场，就是“1+1=2”的这个作用，好像都懂，但真的很难懂。

库仑定律描述的是一对一的作用力，一对一真正理解了，多对一就是多了一个矢量的叠加，特殊很快就变成了一般，规律是干什么的，是解决一般问题的。

一、静电场基本公式归纳1.（矢量）静电力F：F=qE（适用一切电场）F=k q1q2r2（适用于真空，点电荷）2.（矢量）场强E: E=Fq（适用一切电场、定义式，E大小与二者没有关系）E=k Qr2（决定式，适用于真空，点电荷）E=U ABd（适用匀强电场，d为沿电场线方向上的距离）（标量）电势ᵩ：ᵩ=E pq（定义式，ᵩ大小与二者没有关系）ᵩA =U AB (B点为零电势点)（标量）电势能Ep ：E p=qᵩE pA=WA∞(无限远处为零电势能点)（标量）电势差U AB ：U AB=ᵩA−ᵩB（适用一切电场）U AB=W ABq（适用一切电场）U AB=Ed（适用匀强电场，d为沿电场线方向上的距离，正负要判断）（标量）静电力做功W AB :W AB=qU AB（适用一切电场）W AB=E PA−E PBW AB=−∆E PW AB=qEd（适用匀强电场，d为沿电场线方向上的距离，正负要判断）二、电场的叠加在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。

三、电场线1、电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的大小，曲线上某点的切线方向表示场强的方向。

2、电场线的特征1）、电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱2）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止无穷远处点3）、电场线不会相交，也不会相切4）、电场线是假想的，实际电场中并不存在5）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系3、几种典型电场的电场线1）正、负点电荷的电场中电场线的分布特点：a 、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b 、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。

2）、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布特点：a 、沿点电荷的连线，场强先变小后变大b 、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直c 、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点 0等距离各点场强相等。

静电场知识点总结一、点电荷和库仑定律1．如何理解电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷?(1）电荷量是物体带电的多少，电荷量只能是元电荷的整数倍．（2)元电荷不是电子，也不是质子,而是最小的电荷量数值，电子和质子带有最小的电荷量,即e＝1。

6×10－19 C，是密立根通过油滴实验测定的。

（3)点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”，是一种理想化的模型，对其带电荷量无限制．(4)试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响，且要求在其占据的空间内场强“相同”，故其应为带电荷量“足够小”的点电荷．2．库仑定律（1）适用条件：真空中的点电荷（2）库仑力的方向：同种电荷相互排斥，为斥力；异种电荷相互吸引，为引力．二、库仑力作用下的平衡问题1．分析库仑力作用下的平衡问题的思路（与以往的受力分析一样，不过多了个电场力)(1）确定研究对象．如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”，一般是先整体后隔离．（2）对研究对象进行受力分析．有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力，而尘埃、液滴等一般需考虑重力．具体视题目要求来定.(3）列平衡方程（F合＝0或F x＝0,F y＝0,即水平和竖直方向合力分别为0）．2．三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：三个点电荷放置于于一条直线上，且接触面光滑不固定，有如下结论(2)规律：“三点共线"—-三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”-—中间电荷靠近电荷量较小的电荷．三、场强的三个表达式的比较及场强的叠加电场为矢量，叠加需要平行四边形定则。

四、对电场线的进一步认识1．点电荷的电场线的分布特点（1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强．（2）若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同．2．等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点（1）两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷．（2)两点电荷连线的中垂面（线)上，场强方向均相同，且总与中垂面(线）垂直．在中垂面(线）上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线的中点)．（3)关于O点对称的两点A与A′，B与B′的场强等大、同向．3．等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点（1）两点电荷连线中点O处场强为零．(2)中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零．(3)在中垂面(线）上从O点到无穷远,电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小．(4)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行．(5）关于O点对称的两点A与A′，B与B′的场强等大、反向．五、电势高低及电势能大小的比较方法1．比较电势高低的几种方法（1）沿电场线方向，电势越来越低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面．注意：电势降低最快的方向是电场线的方向(2）判断出U AB的正负,再由U AB＝φA－φB，比较φA、φB的大小，若U AB＞0，则φA＞φB，若U AB＜0，则φA ＜φB.，即看U AB的下角标。

高中物理《静电场》知识梳理
1. 静电场的基本概念和性质
静电场指的是由于空间中静止电荷所形成的电场。

其性质包括场强、电势、电势能等。

2. 静电场的电场强度
静电场的电场强度表示了单位正电荷在某一点处所受的电场力，其大小受到电荷量和距离的影响。

电场强度的方向与电荷正负有关。

3. 静电场的电势差和电势
电势差指的是两点之间移动单位电荷所需要做的功，而电势则是在某一点的电势差。

电势差和电势的计算可以利用库仑定律和高斯定理。

4. 静电场的电荷分布
在静电场中，电荷分布对于场强和电势分布都有影响。

主要包括均匀带电球面、均匀带电球体、均匀带电棒、均匀带电平板等情况。

5. 静电场的高斯定理
高斯定理可以用来计算电场强度、电势和电势能。

它表明了通过某一闭合曲面的场线束数与该曲面所包含的电荷量成正比，与曲面的形状无关。

6. 静电场的电势能
电势能指的是静电场中电荷所具有的势能，它的大小与电荷量、
电势差和位置有关。

静电场中的电势能可以用来计算电荷的移动和相互作用。

7. 静电场与导体
静电场中的导体可以影响场强和电势分布。

在外场作用下，导体表面的电荷会分布在表面上，而内部则是均匀的。

在导体内部，电场强度为零，电势分布为恒定值。

一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场，它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。

2. 静电场的性质：静电场是保守场，即电荷在静电场中移动时，其电势能的变化量与路径无关，只与初末位置有关。

3. 静电场的强度：静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度，用符号E表示，单位是牛顿/库仑(N/C)。

二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量，它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。

2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量，它的单位是伏特(V)。

3. 电场强度与电势的关系：电场强度E等于电势V在空间中的梯度，即E=dV/dr。

三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律，它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。

2. 高斯定律的数学表达式：∮E·dA=Q/ε0，其中∮表示对闭合曲面进行积分，E是电场强度，dA是闭合曲面上的微小面积元，Q是闭合曲面内部的总电荷量，ε0是真空中的电常数。

四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量，它的单位是法拉(F)。

2. 电容器的储能公式：W=1/2CV^2，其中W是电容器储存的能量，C是电容，V是电容器两端的电压。

3. 电容器的串联和并联：电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容，串联时总电容减小，并联时总电容增大。

五、电场线与电势线1. 电场线：电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线，它的切线方向即为电场强度的方向。

2. 电势线：电势线是用来形象地表示电势分布的曲线，它的切线方向即为电势梯度的方向。

3. 电场线与电势线的关系：电场线总是从正电荷出发，指向负电荷，而电势线则从高电势区域指向低电势区域。

六、导体与绝缘体1. 导体：导体是电荷容易通过的物质，如金属、石墨等。

2. 绝缘体：绝缘体是电荷不容易通过的物质，如橡胶、玻璃等。

3. 静电平衡：当导体处于静电平衡状态时，导体内部的电场强度为零，导体表面上的电荷分布均匀。

第一章静电场一、基本公式二、带电粒子在电场中的运动（1）平衡问题：静止或匀速直线运动mg=Eq（电场力与重力的平衡）（2）带电粒子在电场中的加速问题：E ∥v 0 （不计重力）（3）带电粒子在电场中的偏转问题： E ⊥v 0 （不计重力）处理方法：类平抛运动①垂直电场线的方向（水平）：速度为v 0匀速直线运动②平行电场线的方向（竖直）：初速度为0的匀加速直线运动在偏转电场中，在竖直方向： 粒子的加速度 2F Eq U qa m m md===设类平抛的水平距离x若能飞出电场水平距离为L ，若不能飞出电场则水平距离为x飞行的时间：tLt x t ==① （从正中央进入）能飞出电场则：y ≤d/2 ② （从边缘进入）能飞出电场则：y ≤d竖直方向：221at y = 匀加速运动 ③v 0 y U d竖直方向：分速度: at v y=④出电场时速度的偏角：0tan v v y =θ ⑤合速度：220y v v v += ⑥由①②③④⑤可得：飞 行 时间：t=L/v O 竖直分速度：02mdv qLU v y =侧向偏移量：d mv qL U y 20222= 偏向角：Lyd mv qL U 21tan 202==θ（4）带电粒子先在加速电场U 1中加速后，再进入偏转电场U 2用：2'2'L L L y y +=可求'y飞 行 时间：t=L/v O 侧向偏移量：dU L U y 1224=屏上偏移量：ｙ＇＝d U L L L U 124)2('+ 偏向角：dU LU 122tan =θ【小结】（1）一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同，即：不同粒子的侧移量y ，偏向角θ都相同。

（2）飞越偏转电场的时间t 不同，此时间与加速电压U 1、粒子电量q 、质量m 有关。

附1：知识网络附1：重力场与电场的比较。