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大学物理静电场总结六篇高校物理静电场总结范文1宇宙是一个无限空间,含两种物质:①质物者:a、分子、粒子、结构、实体;b、元素:c、重量。
d、占空间位置,e、内含能、功、力三者,f、做行为动功,g、所见物质者物理学,和物质者化学;②场物者(非物质场、场力的现象即场书,场辐其周间,不重量,居空间,但不占空间位置,现象,不实体、不元素,只一具非物质场力,不含能,不做动功,静非物质特异无功,动静功是二者宇宙存在的重要区分,因而必两分门类科学,二者宇宙空间两对立具在,但二者没有任何相同之处,各具各特色,各内经而相异,书有:电力电路非物质书,无线电磁波电学非物质书,太阳光学非物质书,太阳光热学非物质书,地磁线场非物质书,加地表山、水、陆地、加太阳光、温度场等,等于先后共生态环境、造化了动植物栖息生命书,物质空气向地心非物质重力场重力经典力学书等。
)太空、星系向日心聚力场,地球万物向地心力场。
由于非物质充满于宇宙间,无形态,常态,如太阳光和热,太磁波可不算运动,可视为传播速度为零,电路所做静无功则神化(快,零速,即时性,无次数)。
宇宙不特别物质,不狭义物质和不反物质等不适说法,均宇非物质,非物质文化应改为不物质文化,以区分宇宙非物质科学。
世界到如今,非物质学为零,物质学三七开,七不地球经典,形而上学,等于不进展科学世界和教育欠科学,以及中国无一科学,只为引进狭义,又学而不思则罔。
创宇非新型:只有太阳光热非物质依旧,才能解释古今地球万物由来,古今太阳造地球万物,古今同由来。
说宇宙万物由来的切入点,是先宇宙非物质物来和怎么来的,不先问宇宙万物是怎么自然来的,自然界,这会至于不行之论,上帝和神造世界,分两步非物质科学化、物化、解释。
宇宙必定界不自然界说法。
①太空:初始,太古,太空,先是覆盖一个宇宙场,这个场是高光高热度气流岩浆体三构成,非物质场具特定内聚力,向心力,或者范围力,至后来分别成大块无机天体,这就是太阳,地球,月亮,星系等的由来,他们至今仍旧是由高光高温岩浆气流体构成,太阳星系非物质。
一、物体带电的本质: 1. 任何物体都是由原子组成的,而原子由原子核、核外电子组成,原子核是正电荷,核外电子是负电荷,所以可以说任何物体上都带有电荷,只是当物体所带的正电荷量与负电荷量相等的时候,对外不显电性,我们就称之为物体不带电。
当物体所带的正电荷量与负电荷量不等的时候,即有了多余的正电荷或者多余的负电荷,我们就说物体带电了,称其为“带电体”,或者直接称之为“电荷”。
2. 那么为什么原本中性的物体会变成“带电体”呢?研究发现,原子核外的电子是容易失去或者得到的。
当物体失去电子的时候,相当于有了多余的正电荷而带正电,当物体得到电子的时候,就有了多余的负电荷而带负电。
可见,物体带电的本质就是电子的得与失。
二.起电方法:使物体带上电,叫做起电。
常见的起电方法有三种,介绍如下。
1. 摩擦起电:这是最简单的起电方法,任何两个物体相互摩擦,都会同时带上等量异种电荷。
两个物体比较,相对容易失去电子的物体将带正电,相对容易得到电子的物体将带上等量的负电。
玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒带正电,丝绸带负电。
硬橡胶棒与毛皮摩擦时,硬橡胶棒带负电,毛皮带正电。
摩擦起电的本质是电子从一个物体转移到另一个物体。
2. 接触带电:一个不带电的导体接触带电体时,就会带上电,叫做接触起电。
若不带电的物体A 接触正的带电体B 时,物体A 上的电子就会转移到物体B 上,从而物体A 就失去了电子而带了正电,而物体B 得到了电子,原本缺少的电子数目就少了一些。
表现为所带的正电少了一些。
若不带电的物体A 接触负的带电体C 时,物体C 的一部分电子就转移到物体A 上,从而物体A 就带上了负电。
可见,接触带电的本质也是电子从一个物体转移到另一个物体。
3. 感应起电:一个不带电的导体靠近带电体时,导体两端将出现等量异种电荷。
出现的电荷叫做感应电荷。
感应起电的本质是电子从导体的一端移到另一端三. 衡量带电体所带电荷量的多少的物理量叫做电量。
静电场知识点总结完整版静电学是物理学的一个重要分支,研究电荷及其在空间中的分布和相互作用。
静电场是一种在电荷存在的情况下所产生的场。
本文将对静电场的概念、性质和应用进行介绍和总结。
一、静电场的概念1、电荷电荷是物质的一个基本属性,是物质所具有的一种电性。
电荷有两种类型,分别为正电荷和负电荷。
同种电荷相互之间存在排斥力,异种电荷相互之间存在引力。
2、电场电场是电荷所产生的场,描述了电荷对空间中其它电荷的作用力。
可以通过电场线来表示电场的方向和强弱。
电场线的密度表示了电场的强度,电场线的方向表示了电场的方向。
3、电场强度在某点的电场强度是一个矢量,它的大小表示单位正电荷在该点所受的力的大小,方向与该力的方向相同。
电场强度的大小与电荷的大小及距离有关,符合库伦定律。
4、电场的叠加原理在多个电荷同时存在的情况下,各电荷所产生的电场会相互叠加,得到一个合成电场。
根据叠加原理,可以分别计算各个电荷单独产生的电场,再将它们相加得到整个电场。
二、静电场的性质1、电场的超强导体中不存在电场在超导体内部,电荷会在材料内部自由移动,从而抵消外部电场的作用,因此在超导体内部不存在电场。
2、电场内的能量电场中存储有能量,这种能量是由电磁作用力产生的。
电场内的能量密度与电场的强度有关,能量密度等于电场强度的平方与介电常数的乘积。
3、静电屏蔽效应在存在电场的情况下,对电场有屏蔽作用的物质称为静电屏蔽材料。
当电场通过屏蔽材料时,材料内部的电荷会重新分布,从而产生与外部电场相反的电场,使得外部电场减弱或消失。
4、电场中的静电力静电场中的电荷之间会相互作用,产生静电力。
根据库仑定律,两个电荷之间的静电力的大小与电荷的大小及它们之间的距离的平方成反比。
5、高斯定理高斯定理是一个用于计算闭合曲面内部电场的方法。
它指出,通过对电场的积分来计算闭合曲面内部的总电通量,从而能够得到曲面内部电场的大小。
三、静电场的应用1、静电除尘静电除尘是将含尘气体通过电场时,利用气体中尘埃带电的特性,将尘埃吸附到电极上,从而将气体中的尘埃除去的一种方法。
大学物理静电场总结引言大学物理是大多数理工科学生的必修课程,其中静电场是一个重要的章节。
静电场研究的是电荷在不运动的情况下产生的电场分布和空间分布的规律。
本文将对大学物理静电场进行总结,介绍静电场的基本概念、公式和应用。
基本概念1. 电荷:电荷是物质的一种性质,有正电荷和负电荷两种。
电荷可以相互作用,并在空间中产生电场。
2. 电场:电场是电荷周围的物理量,用于描述电荷对其他电荷的作用力。
电场有大小和方向,并遵循库仑定律。
3. 电力线:电力线是用来描述电场分布的线条。
在同一位置上,电力线的密度与电场强度成正比,越密集表示电场越强。
4. 电势:电势是描述电场能量分布的物理量,表示单位正电荷在电场中所具有的能量。
电势通常用电压来表示,单位为伏特(V)。
5. 电势差:电势差是指在两个点之间单位正电荷所具有的电势能差。
电势差可以用来计算电场力和电场潜能。
基本公式1. 库仑定律:库仑定律描述了两个点电荷之间的作用力与它们间距的平方成反比。
它的数学表达式为:F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,其中F为作用力,q1和q2为两个电荷的大小,r为它们之间的距离,k为库仑常数。
2. 电场强度:电场强度E表示单位正电荷在某一点的受力情况。
电场强度与电势梯度成正比,可以用公式E = -∇V来表示,其中∇为梯度运算符。
3. 电势能:电势能与电场强度的变化成正比,可以用公式Ep = qV来表示,其中Ep为电势能,q为电荷大小,V为电势。
4. 电势差:电势差可以通过两点之间的电场强度和路径长度来计算,公式为ΔV = -∫E·dl,其中ΔV为电势差,E为电场强度,dl为路径微元。
5. 高斯定律:高斯定律描述了电场通过闭合曲面的总通量与内部电荷的代数和成正比。
它的数学表达式为∮E·dA = q/ε0,其中∮E·dA为电场通过闭合曲面的通量,q为闭合曲面内的总电荷,ε0为真空介电常数。
第七章、静 电 场一、两个基本物理量(场强和电势)1、电场强度⑴、 试验电荷在电场中不同点所受电场力的大小、方向都可能不同;而在 同一点,电场力的大小与试验电荷电量成正比,若试验电荷异号,则所受电场力的方向相反。
我们就用qF来表示电场中某点的电场强度,用 E 表示,即qF E =对电场强度的理解:①反映电场本身性质,与所放电荷无关。
②E 的大小为单位电荷在该点所受电场力,E 的方向为正电荷所受电场力的方向。
③单位为N/C 或V/m④电场中空间各点场强的大小和方向都相同称为匀强电场 ⑵、点电荷的电场强度以点电荷Q 所在处为原点O,任取一点P(场点),点O 到点P 的位矢为r ,把试验电荷q 放在P 点,有库仑定律可知,所受电场力为:rQq F E 2041επ==⑶常见电场公式无限大均匀带电板附近电场:εσ02=E2、电势⑴、电场中给定的电势能的大小除与电场本身的性质有关外,还与检验电荷有关,而比值qE pa 0则与电荷的大小和正负无关,它反映了静电场中某给定点的性质。
为此我们用一个物理量-电势来反映这个性质。
即qE p V 0=⑵、对电势的几点说明 ①单位为伏特V②通常选取无穷远处或大地为电势零点,则有: ⎰∞∙==ppdr E V qE 0即P 点的电势等于场强沿任意路径从P 点到无穷远处的线积分。
⑶常见电势公式 点电荷电势分布:rq V επ04=半径为R 的均匀带点球面电势分布:R q V επ04=()R r ≤≤0rq V επ04=()R r ≥二、四定理1、场强叠加定理点电荷系所激发的电场中某点处的电场强度等于各个点电荷单独存在时对 该点的电场强度的矢量和。
即E E E n E +++= (21)2、电势叠加定理V 1 、V 2 ...V n 分别为各点电荷单独存在时在P 点的电势点电荷系的电场中,某点的电势等于各点电荷单独 存在时在该点电势的代数和。
3、高斯定理在真空中的静电场内,通过任意封闭曲面的电通量等于该闭合曲面包围的所有电荷的代数和除以ε说明:①高斯定理是反映静电场性质的一条基本定理。
大学物理静电场总结静电场是物理学中的一个重要概念,是研究电荷和电场相互作用的一门学科。
在大学物理课程中,静电场是必修的内容之一。
本文将对静电场的基本概念、静电场的性质和应用进行总结,希望对读者对静电场有更深入的了解。
首先,让我们来回顾一下静电场的基本概念。
静电场是由静止的电荷所产生的,它是一种与电荷大小和位置有关的力场。
根据库仑定律,两个电荷之间的静电力正比于两个电荷之间的电荷量乘积,反比于它们之间的距离的平方。
静电场的特点是不随时间变化,电场线呈现出从正电荷指向负电荷的分布情况。
静电场具有一些重要的性质。
首先,静电场是保守场,这意味着沿着一个回路作功是零。
其次,静电场满足叠加原理,即在多个电荷存在的情况下,每个电荷所产生的电场矢量可以简单地相加得到总电场矢量。
此外,静电场的电势可以通过电势能来计算,电场力是电势梯度的负数。
最后,静电场满足高斯定律,即电场通量与包围电荷量成正比。
静电场具有广泛的应用。
其中一个重要的应用是电容器。
电容器是由两个导体之间的绝缘介质隔开,当两个导体上带有相同大小的异号电荷时,会在介质中产生静电场。
电容器可以用来储存电能,在电子电路中起到重要的作用。
另外,静电场还用于粒子加速器和电子束设备中。
通过设置合适的电势差,可以产生强大的电场,对电荷进行加速和聚焦,用于研究粒子的性质和精确的材料加工。
在实际应用中,静电场也带来了一些问题。
静电场会引起静电放电,当一个物体带有过多的电荷时,电荷将通过空气或其他介质释放,产生火花和电击。
静电放电还会对微电子设备和化学工艺产生干扰,需要采取相应的防静电措施。
此外,静电场还会产生电磁干扰,对通信设备和敏感仪器造成干扰。
总结起来,静电场是由静止的电荷所产生的力场,具有保守性、叠加性、电势能关系和高斯定律。
它在电容器、粒子加速器和电子束设备中扮演着重要角色。
但静电场也带来一些问题,如静电放电和电磁干扰。
因此,在实际应用中需要注意防护和控制静电场。
物理静电场总结物理静电场总结两篇物理静电场总结两篇篇一:物理静电场总结一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为1.6×10C,是一个电子(或质子)所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
荷质比(比荷):电荷量q与质量m之比,(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
③感应起电——切割B,或磁通量发生变化。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.二、库仑定律1.内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸) -19 2.公式: k=9.0×10N〃m/C 922极大值问题:在r和两带电体电量和一定的情况下,当Q1=Q2时,有F最大值。
3.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。
点电荷很相似于我们力学中的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。
计算方法:①带正负计算,为正表示斥力;为负表示引力。
大学物理静电场知识点总结1. 电荷的基本特征:(1)分类:正电荷(同质子所带电荷),负电荷(同电子所带电荷)(2)量子化特性(3)是相对论性不变量(4)微观粒子所带电荷总是存在一种对称性2. 电荷守恒定律 :一个与外界没有电荷交换的孤立系统,无论发生什么变化,整个系统的电荷总量必定保持不变。
3.点电荷:点电荷是一个宏观范围的理想模型,在可忽略带电体自身的线度时才成立。
4.库仑定律: 表示了两个电荷之间的静电相互作用,是电磁学的基本定律之一,是表示真空中两个静止的点电荷之间相互作用的规律121212301214q q F r r πε=5. 电场强度 :是描述电场状况的最基本的物理量之一,反映了电场的基 0F E q =6. 电场强度的计算:(1)单个点电荷产生的电场强度,可直接利用库仑定律和电场强度的定义来求得(2)带电体产生的电场强度,可以根据电场的叠加原理来求解 πεπε===∑⎰ni i33i 1iq 11dqE r E r 44rr(3)具有一定对称性的带电体所产生的电场强度,可以根据高斯定理来求解(4)根据电荷的分布求电势,然后通过电势与电场强度的关系求得电场强度7.电场线: 是一些虚构线,引入其目的是为了直观形象地表示电场强度的分布(1)电场线是这样的线:a .曲线上每点的切线方向与该点的电场强度方向一致b .曲线分布的疏密对应着电场强度的强弱,即越密越强,越疏越弱。
(2)电场线的性质:a .起于正电荷(或无穷远),止于负电荷(或无穷远)。
b .不闭合,也不在没电荷的地方中断。
c .两条电场线在没有电荷的地方不会相交 8.电通量: φ=⋅⎰⎰e sE dS(1)电通量是一个抽象的概念,如果把它与电场线联系起来,可以把曲面S 的电通量理解为穿过曲面的电场线的条数。
(2)电通量是标量,有正负之分。
9. 高斯定理:ε⋅=∑⎰⎰sS 01E dS i (里)q(1)定理中的E 是由空间所有的电荷(包括高斯面内和面外的电荷)共同产生。
大一物理静电场知识点总结静电场是物理学中的一个重要概念,在大一物理学学习过程中,我们经常会接触到与静电场相关的知识。
本文将对大一物理学中的静电场知识点进行总结,以帮助大家对该概念有更深入的了解。
一、电荷与电场在静电场的概念中,电荷是首要的概念之一。
电荷分为正电荷与负电荷,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
静电场是由电荷所产生的场,具有电荷分布对周围电荷产生力的性质。
电荷在静电场中会受到电场力的作用,电场力的大小与电荷量成正比,与电荷间的距离的平方成反比。
二、库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的定律。
根据库仑定律,两个电荷之间的电场力与它们之间的距离的平方成反比,与它们的电荷量的乘积成正比。
三、电场强度电场强度是衡量电场对电荷施加力的强弱的物理量。
电场强度可以用来计算在给定位置上电场对单位正电荷的作用力大小。
四、电势能电场中存在电势能概念。
当一个电荷在电场中移动时,其位置的改变会引起电场力对电荷做功,从而改变电荷的电势能。
电势能的计算可以通过电势差来实现,电势差是指单位正电荷由一个位置移动到另一个位置所具有的电势能的差异。
五、电势电势是描述电场对电荷施加的力在电荷上所做功与电荷量的比值。
电势在静电场中是标量量,它的单位是伏特。
六、高斯定理高斯定理是电动力学中的重要定理之一,用来计算电荷分布所产生的电场。
根据高斯定理,电场通过一个闭合曲面的总通量等于该闭合曲面内的电荷代数和与真空介电常数之积。
七、等势线等势线是指在电场中,所有点上电势相等的线。
等势线与电场线互相垂直。
八、静电力静电力是由静电场中的电荷所产生的力。
当两个电荷之间有一定的距离时,它们之间会产生静电力。
九、电容与电容器电容是指在一定电压下,储存在导体中的电荷量与所加电压的比值。
电容器是一种用于储存电荷的装置,它由两个导体板和介质组成。
总结:大一物理学中的静电场知识点涉及到电荷、电场、电势能、电势、高斯定理等内容。
通过对这些知识点的深入学习与理解,我们可以更好地掌握静电场的基本概念与原理,为之后的物理学习打下良好的基础。
大学物理静电学总结1,静电学部分总结,2,一.真空中的静电场,1.三条实验定律,(1)电荷守恒定律,在一个和外界没有电荷交换的系统内,正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。
或在任一物理过程中,电荷既不能产生,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分。
,电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律。
,3,在真空中,两个静止点电荷之间的静电相互作用力大小,与它们的电量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比;作用力的方向沿着它们的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
,,(2)库仑定律,(3)电力叠加原理,某点电荷受到来自其它点电荷的总静电力应等于所有其它点电荷单独作用的静电力的矢量和。
,4,2.两个基本概念及其关系,(1)电场强度,电场中某点的电场强度的大小等于单位电荷在该点受力的大小,其方向为正电荷在该点受力的方向。
,点电荷的场强公式,场强叠加原理,或,5,(2)电势,电场中某点的电势,其数值等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
,点电荷场的电势公式,电势叠加原理,6,(3)电场线用一族空间曲线形象描述场强分布,通常把这些曲线称为电场线.规定:方向--场线上每一点的正切线方向,表示该点场强方向。
大小--在电场中任一点,取一垂直于该点场强方向的面积元,使通过单位面积的电场线数目,等于该点场强的量值。
,电场线密度大的地方,电场场强大;密度小的地方,电场场强小.,7,(4)等势面由电势相等的点组成的面叫等势面.,(5)电场强度与电势的关系,8,3.两条基本定理,(1)静电场的高斯定理在真空中的静电场内,通过任一闭合面的电通量等于这闭合面所包围的电量的代数和除以电荷不连续分布,电荷连续分布,9,(2)静电场环路定理,静电场的环路定理,在静电场中,电场强度沿任意闭合路径的线积分等于零。
,静电力作功与路径无关,静电场是保守力场。
,10,重点:,1.点电荷与库仑定律2.电场强度、电场力与试探电荷3.高斯定理4.电势、电势与电场强度的关系5.求解电场强度和电势的方法,11,(一)求电场强度的方法求连续带电体的场强,解题步骤:,可利用“对称性分析”,根据带电体的对称性,分析某分量积分是否为零。
大学物理电磁学部分总结电磁学部分总结静电场部分第一部分:静电场的基本性质和规律电场是物质的一种存在形态,它同实物一样也具有能量、动量、质量等属性。
静电场的物质特性的外在表现是:(1)电场对位于其中的任何带电体都有电场力的作用(2)带电体在电场中运动,电场力要作功——电场具有能量1、描述静电场性质的基本物理量是场强和电势,掌握定义及二者间的关系。
电场强度电势2、反映静电场基本性质的两条定理是高斯定理和环路定理要掌握各个定理的内容,所揭示的静电场的性质,明确定理中各个物理量的含义及影响各个量的因素。
重点是高斯定理的理解和应用。
3、应用(1)、电场强度的计算a)、由点电荷场强公式及场强叠加原理计算场强一、离散分布的点电荷系的场强二、连续分布带电体的场强其中,重点掌握电荷呈线分布的带电体问题b)、由静电场中的高斯定理计算场源分布具有高度对称性的带电体的场强分布一般诸如球对称分布、轴对称分布和面对称分布,步骤及例题详见课堂笔记。
还有可能结合电势的计算一起进行。
c)、由场强和电势梯度之间的关系来计算场强(适用于电势容易计算或电势分布已知的情形),掌握作业及课堂练习的类型即可。
(2)、电通量的计算a)、均匀电场中S与电场强度方向垂直b)、均匀电场,S法线方向与电场强度方向成q角c)、由高斯定理求某些电通量(3)、电势的计算a)、场强积分法(定义法)——根据已知的场强分布,按定义计算b)、电势叠加法——已知电荷分布,由点电荷电势公式,利用电势叠加原理计算第二部分:静电场中的导体和电介质一、导体的静电平衡状态和条件导体内部和表面都没有电荷作宏观定向运动的状态称为静电平衡状态。
静电平衡下导体的特性:(1)整个导体是等势体,导体表面是个等势面;(2)导体内部场强处处为零,导体表面附近场强的大小与该表面的电荷面密度成正比,方向与表面垂直;(3)导体内部没有净电荷,净电荷只分布在外表面。
有导体存在时静电场的计算1.静电平衡的条件原则:2.基本性质方程:高斯定理场强环路定理3.电荷守恒定律二、静电场中的电介质掌握无限大、均匀的、各向同性的电介质的情况:充满电场空间的各向同性均匀电介质内部的场强大小等于真空中场强的倍,方向与真空中场强方向一致。
第七章、静 电 场
一、两个基本物理量(场强和电势)
1、电场强度
⑴、 试验电荷在电场中不同点所受电场力的大小、方向都可能不同;而在 同一点,电场力的大小与试验电荷电量成正比,若试验电荷异号,则所
受电场力的方向相反。
我们就用
q
F
来表示电场中某点的电场强度,用 E 表示,即q
F E =
对电场强度的理解:
①反映电场本身性质,与所放电荷无关。
②E 的大小为单位电荷在该点所受电场力,E 的方向为正电荷所受电场力
的方向。
③单位为N/C 或V/m
④电场中空间各点场强的大小和方向都相同称为匀强电场 ⑵、点电荷的电场强度
以点电荷Q 所在处为原点O,任取一点P(场点),点O 到点P 的位矢为r ,把试
验电荷q 放在P 点,有库仑定律可知,所受电场力为:
r
Q
q F E 2
041επ==
⑶常见电场公式
无限大均匀带电板附近电场:
εσ
02=
E
2、电势
⑴、电场中给定的电势能的大小除与电场本身的性质有关外,还与检验电荷
有关,而比值
q
E pa 0
则与电荷的大小和正负无关,它反映了静电场中某给
定点的性质。
为此我们用一个物理量-电势来反映这个性质。
即q
E p V 0
=
⑵、对电势的几点说明 ①单位为伏特V
②通常选取无穷远处或大地为电势零点,则有: ⎰∞
•==p
p
dr E V q
E 0
即P 点的电势等于场强沿任意路径从P 点到无穷远处的线积分。
⑶常见电势公式 点电荷电势分布:r
q V επ04=
半径为R 的均匀带点球面电势分布:R q V επ04=
()R r ≤≤0
r
q V επ04=
()R r ≥
二、四定理
1、场强叠加定理
点电荷系所激发的电场中某点处的电场强度等于各个点电荷单独存在时对 该点的电场强度的矢量和。
即
E E E n E +++= (21)
2、电势叠加定理
V 1 、V 2 ...V n 分别为各点电荷单独存在时在P 点的电势点电荷系
的电场中,某点的电势等于各点电荷单独 存在时在该点电势的代数和。
3、高斯定理
在真空中的静电场内,通过任意封闭曲面的电通量等于该闭合曲面包围的所
有电荷的代数和除以
ε
说明:
①高斯定理是反映静电场性质的一条基本定理。
②通过任意闭合曲面的电通量只取决于它所包围的电荷的代数和。
③高斯定理中所说的闭合曲面,通常称为高斯面。
三、静电平衡
1、静电平衡
当一带电体系中的电荷静止不动,从而电场分布不随时间变化时,带电 体系即达到了静电平衡。
说明:
①导体的特点是体内存在自由电荷。
在电场作用下,自由电荷可以移动, 从而改变电荷分布;而电荷分布的改变又影响到电场分布。
②均匀导体的静电平衡条件:体内场强处处为零。
③导体是个等势体,导体表面是个等势面。
④导体外靠近其表面的地方场强处处与表面垂直。
2、静电平衡时导体上的电荷分布
在达到静电平衡时,导体内部处处没有净电荷,电荷只分布在导体的表 面。
说明:
①在静电平衡状态下,导体表面之外附近空间的场强E 与该处导体表面
的面电荷密度σ的关系为:ε
σ
=
E
③表面曲率的影响(孤立导体)表面曲率较大的地方(突出尖锐),σ较 大;曲率较小的地方(较平坦),σ较小
3、导体壳
①腔内无带电体
当导体壳内没有其他带电体时,在静电平衡下,导体壳的内表面上处处 没有电荷,电荷只能分布在外表面;空腔内没有电场 ②腔内有带电体
当导体壳腔内有其他带电体时,在静电平衡状态下,导体壳的内表面所 带电荷与腔内电荷的代数和为0 ③静电屏蔽
封闭导体壳(不论接地与否)内部的电场不受外电场的影响; 接地封闭导体壳(或金属丝网)外部的场不受壳内电荷的影响。
四、电通量、电容及电场中的能量计算
1、电通量
取电场中任一面元ds ,通过此面元的电场线条数即定义为通过这一面元的电 通量 Φd
①通过任意曲面的电通量为:⎰⎰ΦΦ•==s
e e ds E d
②对封闭曲面来说,⎰Φ•=s
e ds E
并且,对于封闭曲面,取其外法线矢量为正方向,即穿入为负、穿出为正。
2、电容
①使导体每升高单位电势所需要的电量
②单位:法拉F 、F μ、pF
③电容C 是与导体的形状、大小有关的一个常数,与q 、V 无关 3、电容器
两个带有等量异号电荷的导体所组成的系统。
说明:
①电容器的电容与两导体的尺寸、形状、相对位置有关
②通常在电容器两金属极板间夹有一层电介质,也可以就是空气或真空。
电介质会影响电容器的电容。
③平行板电容器d
S
C ε
=
④球形电容器 ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=R R B A q C 114πε 4、静电场中的能量
①电容器的电能为:U W C e 2
2
1=
②能量密度(单位体积内的电场能量)为:E W e 2
2
1ε=
五、静电场中的电介质
电介质即绝缘体。
电介质内没有可以自由移动的电荷。
在电场作用下,电介
质中的电荷只能在分子范围内移动 1、电介质的极化
①在电场中,电介质表面上出现电荷分布,由于这些电荷仍束缚在每个分
子中,故称之为束缚电荷或极化电荷。
②无极分子:分子正负电荷中心重合;
有极分子:分子正负电荷中心不重合。
2、极化强度矢量
电偶极子排列的有序程度反映了介质被极化的程度,排列得越有序说明被
极化得越厉害。
①量度了电介质极化状态(极化程度、极化方向) ②单位:m C 2
/ 3、电解质极化规律
①对于大多数各向同性介质,有:E P ε
χ0
= 其中χ为极化率,与电介
质的种类有关
4、有电介质时的高斯定理 定义χε
+=1r
为相对电容率,εεε0r =为电容率,定义E E D r εεε0==为
电位移矢量,有:∑⎰=•s
s
q ds D 0
六、应用
1、尖端放电:导体尖端附近的电场特别强,使空气分子电离,产生放电现
象。
2、负离子发生器
3、静电喷药
4、静电除尘
5、静电复印
6、压电晶体振荡器
7、电声换能器。