电场知识点总结归纳.doc

1、 电场电场 1、 三种起电方式对比表 方式 产生条件 实质 原因及结果 摩擦 起电 两种不同的物质组成 的两物体相互摩擦 电子从一个物体 转移到另一个物 体 由于摩擦力做功， 使得对电子束缚能力弱的 物体失去电子而带正电， 对电子束缚能力强 的物体得到电子而带负电 感应 起电 导体靠近带电体时 导体中电荷重新 分配 在带电体上电荷的作用下， 导体中的正负电 荷重新分配，使导体近端出现异种电荷，远 端出现同种电荷（相对带电体电荷而言） 接触 带电 导体与带电体接触时 电荷的转移 （一般 是电子的转移） 电荷的转移使导体带上了与带电体相同电 性的电荷 规律 电荷守恒定律：电荷即不能创造，也不能消失

2、，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、 元电荷与电量的区别于联系 元电荷 （基本电荷） 元电荷是自然界中物体所能带上的最小电荷量，是电荷量为 ce 10 19 6 . 1 的电荷，不是电子也不是质子 电荷量 指物体所带电量的多少，带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍 联系 Q=ne 3、 点电荷与元电荷的比较 点电荷 是一种理想化模型，其带电荷量是元电荷的整数倍，能否把一个带电物体看做点 电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况来定，当带电物体的形状或 大小对所研究的问题处于次要地位或者可以忽略时， 我们就可以将它看做

3、点电荷 元电荷 一个电子所带的电荷量叫做元电荷，用符号 e 表示，ce 10 19 6 . 1 点电荷与元电荷（有叫基元电荷）的关系：点电荷所带电荷量是元电荷的整数倍 4、 库仑定律的内容、公式及条件 库伦 定律 内容 在真空中两个点电荷的相互作用力跟他们电荷量的乘积成正比，跟他们之间 的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上 表 达 式 2 21 r qkq F 各量采用国际单位 其中 k 为静电力常量， k=9010 9 Nm2/c2 适 用 范围 库仑定律适用于真空中、点电荷间的相互作用，点电荷在空气中的相互作用 也可以应用该定律 （1） 对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于

4、球心的点电 荷，r 为两球心之间的距离 （2） 对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布 （3） 库仑力在 1010 915 m 的范围内均有效， 但不能根据公式错 误地推论：但 r 趋于零时，F 趋于无穷大，原因是，在这样的条件下， 带电体不能看成电电荷 5、 电场强度与电场力的比较 电场强度 E 电场力 F 反应电场中各点的力的性质的物理量 定义 式： q F E 电场对放入其中电荷的作用力的计算式： F=qE E 的大小只决定于电场本身，与电荷 Q 无关， 在电场中不同的点，E 的大小一般是不同的 F 的大小由放在电场中某点的点电荷 q 和该 点的场强共同决定，F 与 q 成正

5、比 对于确定的电场，其中各点的场强都有确定 的方向 同一电荷受力的方向因在电场中的位置而 异；同一位置则因受力电荷的电性而异 E 的单位：V/m F 的单位： N 6 电场强度的性质 矢量性 电场强度 E 是表示电场力的性质的一个物理量，规定正电荷 受力方向为该点场强的方向 惟一性 电场中某点处的电场强度 E 是惟一的，它的大小和方向与放 入该点的电荷无关，它决定与形成电场的电荷（源电荷）及 空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷 无关 叠加性 再同一空间，如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那 么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的 场强的矢量和 6、 电场强度

6、的两个公式的比较 区别 公式 物理含义 引入过程 使用范围 q F E 是电场强度大小的定义 式 由比值法引入， E与F、 q 无关，反映某点电 场的性质 适用于一切电场 2 r kQ E 是真空中点电荷场强的 决定式 由 q F E 和库仑定律 导出 真空中的点电荷 7、 电场线的特征 电场线的特征： （1）电场线是用来形象地描述电场分布的一簇曲线，实验虽然可以模拟 电场线的形状，但电场线不是真实存在的，是一种假想线， （2）在静电场中，电场线起始于正电荷或无限远，终止于无限远或负电 荷，不形成闭合曲线； （3）电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致； （4）电场线密处电场强，电场线

7、疏处电场弱， (5)电场线在空间无电荷处不相交。 常见电场线如下图所示 匀强电场 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场 点电荷与带电平板 + 孤立点电荷周围的电场 对比点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷电场的特点 电场类型 电场特点 正点电荷 （1） 离点电荷越近，电场线越密集，场强越强，方向由正点电荷指向 无穷远，或由无穷远指向负点电荷 （2） 在正（负）点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点 （3） 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 负点电荷 等量同种 电荷 （1） 两点电荷连线中点的场强为零，此处无电场线 （2） 两点电荷

8、连线中点附近电场线非常稀疏，但场强不为零 （3） 从两点电荷连线中点沿中垂面（线）到无限远，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） 关于中点对称的两点场强等大，反向 等 量 异 种 电荷 （1） 两点电荷连线上各点的场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线 方向场强先变小再变大 （2） 两点电荷连线的中垂面（线）上，电场线的方向均相同，即场强 方向相同，且与中垂面（线）垂直 （3） 关于中点对称的两点的场强等大，同向 8、 电场强度、电势、电势差、电视能的区别于联系 电场强度 电势 电势差 电势能 意义 描述电场的力的性质 描述电场

9、的能的描述电场力做功描述电荷在电场 中的能量，电荷 性质 的本领 做功的本领 定义 矢标性 矢量： 方向为放在电场 中的正电荷的受力方 向 标量， 但有正负， 正负只表示大小 标量，有正负， 正负只表示正负 的高低 正电荷在正电势 位 置 有 正 电 势 能，简化为：正 正得正，负正得 正，负负得正 决定因素 场强由电场本身决定， 与试探电荷无关 电势由电场本身 决定，与试探电 荷无关，其大小 于参考点的选取 有关，有相对性 由电场本身的两 点间差异决定， 与 试 探 电 荷 无 关，与参考点选 取无关 由电荷量和该点 电势二者决定， 与参考点选取有 关 关系 场强为零的地方电势 不一定为零

10、电势为零的地方 场强不一定为零 零场强区域两点 间电势差一定为 零，电势差为零 的区域场强不一 定为零 场强为零，电势 能不一定为零， 电势为零，电势 能不一定为零 联系 9 等势面 定义 电场中电势相同的各点构成的面 特点 （1） 等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直 （2） 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功 （3） 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面 （4） 任意两个等势面都不会相交 （5） 等势面越密的地方电场强度越大， 即等势面分布的疏密可以描述电 场的强弱 典型等势面 （1） 点电荷电场中的等势面，以点电荷为球心的一簇球面， （2） 等量异种点电荷电场中的等势面，

11、两簇对称的曲面 （3） 等量同种点电荷电场中的等势面，两簇对称的曲面 （4） 匀强电场中的等势面，垂直于电场线的一簇平面 （5） 形状不规矩的带电导体附近的电场线及等势面 9、 静电感应、静电平衡、静电屏蔽的比较 定义或描述 特点或说明 静电感应 把金属导体放在外电场，由于导体内 的自由电子受电场力作用而定向运 动，使导体的两个断面出现等量的异 种电荷，这种现象叫静电感应 （1） 静电感应可以使物体带电，不 带电体在电场中产生静电感应 现象，使靠近端带有与产生电 场的电荷电性相异的电荷，远 离端带同种电荷，若将物体分 成两部分，则带上了等量异种 电荷 （2） 使物体带电的方式有三种：1） 接触

12、起电；2）摩擦起电；3） 感应起电，本质都是电荷的转 移 静电平衡 发生静电感应的导体两端面感应出的 等量异种电荷形成一附加电场E / ， 当附加电场与外电场的合场强为零时 （即E / 的大小等于 E 的大小而方向 相反）自由电子的定向移动停止，这 时的导体处于静电平衡状态 处于静电平衡状态的导体具有以下特 点： （1） 导体内部的场强 （E 与E / 的合 场强）处处为零，E内=0 （2） 整个导体是等势体，导体的表 面是等势面 （3） 导体外部电场线与导体表面垂 直，表面场强不一定为零 （4） 静电荷只分布在导体外表面 上，且与导体表面的曲率有关。 注意：孤立的带电体也处于静 电平衡状态，

13、因此也有以上特 点 静电屏蔽 处于静电平衡状态的导体，内部场强 区处处为零，导体内部区域不受外部 电场的影响，这种想象就是静电屏蔽 （1） 导体空腔（不论是否接地）内 部的电场不受腔外电荷的影响 （2） 接地的导体空腔（或丝）外部 电场不受腔内电荷的影响 12、带电粒子在静电场中的行为特征带电粒子在静电场中的行为特征 （1）在电场中移动带电粒子时电场力做功及电势能变化的情况。 把正电荷从高电势处移到低电势处时，电场力做正功，电势能减少； 把正电荷从低电势处移到高电势处时，电场力做负功，电势能增加； 把正电荷从高电势处移到低电势处时，电场力做负功，电势能增加； 把正电荷从低电势处移到高电势处时，

14、电场力做正功，电势能减少； （2）电加速。 带电粒子质量为 m，带电量为 q，在静电场中静止开始仅在电场力作用下做加速运动， 经过电势差 U 后所获得的速度 v0可由动能定理来求得。即 2 0 mv 2 1 qU （3）电偏转 带电粒子质量为 m，带电量为 q，以初速度 v0沿垂直于电场方向射入匀强电声，仅在 电场力作用下做电偏转运动。其运动类型为类平抛运动，若偏转电场的极板长度为 L，极板 间距为 d，偏转电压为 U。则相应的偏转距离 y 和偏转角度可由如下所示的类平抛运动的 规律 电势能电势能 1定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。 2电势能具有相对性，通常

15、取无穷远处或大地为电势能的零点。 3电势能大小：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为 零处电场力所做的功 4电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷 克服电场力做功， 电荷的电势能增加； 电场力做功的多少和电势能的变化数值相等， 这是判断电荷电势能如何变化的最有效方法。这是判断电荷电势能如何变化的最有效方法。 电势电势 1电势：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电 场力所做的功。电势用字母 表示。 表达式： q WAO A 单位：伏特（V） ，且有 1V=1J/C。 意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷

16、在那一点所具有的电势能。 相对性：电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或 地球的电势为零。 标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低。 高低判断：顺着电场线方向电势越来越低。 等势面：电场中电势相等的点构成的面。等势面：电场中电势相等的点构成的面。 意义：等势面来表示电势的高低。 典型电场的等势面：匀强电场； 点电荷电场； 等量的异种点电荷电场； 等量的同种点电荷电场。 等势面的特点： 同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功； 等势面一定跟电场线垂直； 电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 电势差电势差 1电势差：

17、电荷 q 在电场中由一点 A 移动到另一点 B 时，电场力所做的功 WAB与电荷 量的 q 的比值。 UAB = q WAB 注意：电势差这个物理量与场中的试探电荷无关，它是一个只属于电场的量。电势差是 从能量角度表征电场的一个重要物理量。 电势差也等于电场中两点电势之差 BAAB ABBA BAAB UU U U 电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。 2电场力做功：在电场中 AB 两点间移动电荷时，电场力做功等于电量与两点间电势 差的乘积。 WAB = qUAB 注意： 该式适用于一切电场； 电场力做功与路径无关 利用上述结论计算时，均用绝对值代入，而功的正负，借助于力与移动方向 间

18、关系确定。 电势差与电场强度关系电势差与电场强度关系 1电场方向是指向电势降低最快的方向。在匀强电场中，电势降低是均匀的。 2匀强电场中，沿场强方向上的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。 U=Ed 在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。 d U E 注意： 两式只适用于匀强电场； d 是沿场方向上的距离。 电荷引入电场电荷引入电场 1将电荷引入电场 将电荷引入电场后，它一定受电场力 Eq，且一定具有电势能q。 2在电场中移动电荷电场力做的功 在电场中移动电荷电场力做的功 W=qU，只与始末位置的电势差有关。在只有电场力做 功的情况下，电场力做功的过程是电势能

19、和动能相互转化的过程。W= -E=EK。 无论对正电荷还是负电荷，只要电场力做功，电势能就减小；克服电场力做功，电 势能就增大。 正电荷在电势高处电势能大；负电荷在电势高处电势能小。 利用公式 W=qU 进行计算时，各量都取绝对值，功的正负由电荷的正负和移动的方 向判定。 每道题都应该画出示意图， 抓住电场线这个关键。 （电场线能表示电场强度的大小和 方向，能表示电势降低的方向。有了这个直观的示意图，可以很方便地判定点电荷在电 场中受力、做功、电势能变化等情况。 + a o c 10、 电容器 电容器 两个彼此绝缘又相互靠近的导体就是一个电容器 电 容 器 的 冲 电 与 放 电 冲电：把电容

20、器的两个极板分别和电源的两级相连，使两极板分别带上等量异 种电荷的过程 放电：把电容器的两个极板相连，两极板上的电荷互相中和，使电容器不在带 电的过程 电场能 冲电后的电容器因为两极板上有电荷，所以存在电场，而使电容器具有的能 电 容 器 的 额定电压 电容器长期正常工作所能承受的最大电压 电 容 器 的 击穿电压 把电容器的电介质击穿而使电容器损坏的极限电压 13、电容 定义 电容器所带的电荷量（是指一个极板所带电荷量的绝对值）与电容器两极板 间电势差的比值 公式、单位 公式： U Q U Q C ,单位：法拉 PFFF 1010 126 1 物理意义 电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，和电容器是否带电无关 制约因素 电容器的电容与 Q、U 的大小无关，是由电容器本身的性质决定的，对一个 确定的电容器，它的电容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关 14、电容器的两个电容公式的比较 公式 公式类别 适用范围 制约因素 U Q U Q C 定义式 任何电容 电容器本身（不能说 C 与 Q 成正比，与 U 成反比） kd S C 4 平行板电容器的决定 仅对平行板电容器使 用 平行板电容器与极板 的正对面积 S， 距离 d 电介质的介电常数 有关， d S C w.w.w.k.s.5.u.c.o.m