人教版选修3-1-电场知识点总结

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第一章 静电场

第一节 电荷及其守恒定律

知识点一、

起电的三种方式：

1. 摩擦起电：（只适用于绝缘体）

玻璃棒和丝绸摩擦，玻璃棒带+，丝绸带—

橡胶棒和毛皮摩擦，毛皮带+，橡胶棒带—

起电本质：电子并没有凭空产生，本质是电子的转移

2. 感应起电（静电感应）：（只适用于导体）

当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会靠近或远离带电体，靠近导体一端带异种电荷，远离导体带同种电荷。

遵循原则：近异远同

起电本质：导体总自由电荷在带电体作用下发生转移

【注意】：凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端物体，地球视为远端导体。

3. 接触起电：一个物体带电，如果接触另一个导体，电荷会转移到这个导体上，使这个导体也带电

起电本质；电荷转移

电荷分配原则：

a) 两球大小相等，带同种电荷，接触起电 先求和，再平分

b) 两球大小相等，带异种电荷，接触起电 先中和，再平分

c) 两球大小相等，一个带电，一个不带电，接触起电 平分原则

知识点二、

1. 电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能消失，它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，在转移过程中，电荷的总量保持不变

2. 电荷中和理解：正、负电荷相互抵消，使得净电荷减小或者为0，但是正、负电荷依然存在，并不是正、负电荷消失，遵循电荷守恒定律

知识点三、

1. 电荷量：物体所带电荷的多少，常用Q或者q表示，单位C（库伦）

2. 元电荷：最小的电荷量。用ｅ表示，ｅ=1.6* C

【注意】：

a) 本质是一个电荷量，不是指某电荷

b) 电子、质子电荷量和元电荷相等，但是电子和质子不是元电荷

c) 任何带电体都是元电荷的整数倍，所以电荷量不能连续变化

3. 比荷：带电体的电荷量和质量的比值；即Q/m

第二节 库伦定律

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知识点一、

1. 点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力无影响

总之：点电荷是一个理想化模型，实际并不存在，它是一个带电的“质点”，但无质量

2. 库伦定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们电荷量的乘积成正比，与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，这个力叫库仑力

a) 公式：

，k=9.0 N· /

b) 适用条件： 1、真空中；2、点电荷

c) 库仑力是矢量，求合力，遵循平行四边形定则

d) 计算时，不用带电荷正负，力的方向根据吸引和排斥进行判断

3. 检验电荷（试探电荷） 一般为正电荷

特点：

a) 大小必须小，即可以把它看为点电荷

b) 电量必须小，其电场不能影响场源电荷电场

4. 库仑力的求解和应用

【注意】：

a) 确定库仑力大小及其方向

b) 对于两个或者以上点电荷，会产生多个库伦力，注意求矢量和

c) 巧用“对称性”解决库仑力的题

5. 三个点电荷只受库仑力的平衡规律

a) 两同夹一异

b) 两大夹一小

c) + =

第三节 电场强度

知识点：

1. 电场：电荷周围存在的一种特殊的物质，电荷间的作用是通过它发生的

特点：

a) 看不见，摸不着

b) 一种特殊的物质，客观存在

基本性质：对放入其中的电荷有力的作用

2. 试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布的电荷，用q表示

场源电荷：被检验的电荷，用Q表示

3. 电场强度：放入电场中抹一点的电荷所受到的静电力F和它的电荷量q的比值，用符号E表示

（电场强度只由电场决定）

a) 定义式：E =

矢量

b) 单位：牛/库（N/C）或伏/米（V/m）

c) 方向：与正电荷在该点受力方向相同，或者与负电荷在该点受力方向相反

d) 物理意义：描述电场的力的性质

【注意】

1) 公式E =

是定义式，适用于一切电场

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2) q为试探电荷，F为电场对试探电荷的作用力

3) E的数值等于F与q的比值，但是决定因素是不F和q

4. 点电荷的电场 （注意：电场的叠加问题）

a) 大小：E =

，其中Q为场源电荷；r为带电体中心到该点的距离

b) 方向：若Q为正电荷，E方向沿Q和该点的连线，指向该点

若Q为负电荷，E方向沿Q和该点的连线，指向Q

c) 适用条件：1、真空中；2、点电荷

5. 电场线：画在电场中的一条有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向为该点的电场强度的方向。 （法拉第引入和使用）

特点：

a) 电场线从正电荷出发，终止负电荷，不是闭合曲线

b) 电场线不想交

c) 同一电场中，电场线密集的地方，电场强度大，稀疏的地方，电场强度小

d) 电场线是人为画出的，假象的，不存在，存在整个空间中

【注意】：

电场线和带电粒子运动轨迹重合必备条件：

1) 电场线是直线

2) 带电粒子只受电场力作用；或者受其它力，但力的方向必须沿电场线方向

3) 带电粒子初速度为零；或者初速度的方向沿电场线的方向

6. 匀强电场：电场中各点电场强度的大小相等，方向相同

特点：

a) 电场强度方向处处相同，所以是平行线

b) 电场强度大小处处相等，所以疏密程度相同，电场线分布均匀

c) 受到电场力，是个恒力

7. 常见几种电场电场线的特点：

a) 点电荷电场线

特点：

1) 离点电荷越近，电场线越密，电场强度越大

2) 不存在场强相同的点，但存在场强大小相同的点（原因：电场强度是矢量，既有大小，又有方向）

3) 若以点电荷为球心，做个球面，电场线处处与球面垂直，在该球面上，场强大小处处相等，方向各不相同

b) 等量异种电荷电场

[键入文字] 特点：

1) 两点电荷连线上，电场线由密变疏，再变密，电场强度由大变小，再变大；在连线中点上场强最小

2) 两点电荷连线中垂面上，由下向上，电场线由疏变密，再变疏，电场强度由小变大，再变大；

3) 电场强度始终和中垂面垂直，在中垂面上到O点等距离处各点的场强相等（大小和方向均相等）

c) 等量同种电荷电场

特点：

1) 两点电荷连线中点O点场强为0，此处无电场线；O点附近电场线非常稀疏，但电场强度不为0

2) 两点电荷连线中垂面上，场强方向远离O点（负电荷时，指向O点）

3) 中垂面上，从O点到无穷远，电场线先变密，后变疏，电场强度先变强，后变弱

d) 匀强电场电场线

特点：

1) 电场线分布均匀，等间距

2) 电场强度大小处处相等，方向处处相同

8. 一条电场线不能判断电场强度大小

如图：

第四节 电势能和电势

知识点：

1. 电场力做功特点：

总结：在 匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的初始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。

【注意】：

电场力做功的结论，不仅适用于匀强电场，而且还适用于任何电场，只要初、末位置A、B确定，电场力做的功就确定下来，这点和重力做功情况类似。

2. 电势能（Ep）：

(一) 电场力做功和电势能变化的关系：

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1) 电场力做正功，电势能减小

2) 电场力做负功，电势能增加

关系式：ABABpBpAW= - E= -EE=EpApBE（）

(二) 电势能大小的计算

和计算重力势能一样，必须选取零势点，通常选取无限远处或者大地为参考点

计算过程：设电荷在A点的电势能为pAE，移动到参考点O电场力做功为WAO

，则WAO=pAE-EpO，而pOE为0，所以：

pAAOEW

电势能大小：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时电场力所做的功。

3. 电势（）

1) 定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。

pEq

2) 电势是标量，只有大小，没有方向。

3) 电势的高低：沿着电场线的方向，电势降低最快

【注意】

1) 电势的相对性

电势是相对的，电场中某点的电势跟零电势位置的选取有关

2) 电势的固有性

电势描述电场的能的性质，电势的大小只由电场本身决定，和电荷，电荷量无关

3) 电势是标量

电势只有大小，没有方向；电势的正负表示，电势为正表示高于零势面；电势为负，表示低于零势面。

a) 正电荷周围的电势为正，远离正电荷，电势逐渐降低，但仍为正值

b) 负电荷周围的电势为负，远离负电荷，电势逐渐升高，但扔为负值

4. 等势面

1) 定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面

2) 几种典型电场的等势面

A. 点电荷电场中的等势面

特点：

1) 正电荷周围电势为正值 2)远离正电荷，电势逐渐减低

B. 等量同种电荷电场中的等势面

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特点：

1) 两点电荷连线上，电势由高变低，再变高

2) 两点电荷连线中垂面上，从中点向两边，电势逐渐降低，但电势仍为正值

C. 等量异种电荷电场中的等势面

特点：

1) 两点电荷连线上，由正电荷出发，电势从正值减小到0，然后减小到负值。

2) 两点电荷连线中垂线上，电势相等。

D. 匀强电场中的等势面

特点：

1) 等势面都是直线

2) 等势面都是等间距的

5. 电场强度和电势大小之间的关系

1) 电场强度为零的地方电势比一定为零。例：等量同种电荷连线的中点，电场强度为零，但电势不为零。

2) 电势为零的地方电场强度不一定为零。例：等量异种电荷连线的中垂线上，各点的电势能为零，但电场强度不为零。

3) 电场强度相等的地方，电势不一定相等。例：匀强电场中，给点电场强度相等，但电势不一定相等。

4) 电势相等的地方，电场强度不一定相等。例：等量异种电荷电场中，两电荷连线的中垂面上，电势相等，但电场强度不一定相等。

总结：电场强度的大小和电势大小没有任何关系

6. 电势和电势能的易错点

电荷在电场中，电势高的地方所具有的电势能不一定大。

1) 正电荷：电势大的地方，正电荷的电势能就大，且值为正值。

2) 负电荷：电势大的地方，负电荷的电势能就小，且值为负值。

7. 判断电势能大小的方法：

做功判断：正功：电势能减小；负功：电势能升高；

8. 判断电势高低的方法：

电场线法：沿着电场线的方向，电势越来越低。

第五节 电势差

知识点：

1. 电势差（ABU）

1) 定义：电场中两点间的电势的差值叫做电势差，也叫电压。

2) 公式：ABABU或者BABAU。所以：ABBAUU