高二物理電場知識點總結。

黃土梁子中學高二物理3-1知識點總結

3-1電場知識點總結

一、電場基本規(guī)律

1、電荷守恒定律：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉移到另一個物體，

或者從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移過程中，電荷的總量保持不變。（1）三種帶電方式：摩擦起電，感應起電，接觸起電。

-19

（2）元電荷：最小的帶電單元，任何帶電體的帶電量都是元電荷的整數(shù)倍，e=1.6×10C

密立根測得e的值。

2、庫倫定律

（1）定律內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正．．．．．．．比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

922

（2）表達式：FkQ1Q2k=9.0×10Nm/C靜電力常量

r2（3）適用條件：真空中靜止的點電荷。二、電場力的性質

1、電場的基本性質：電場對放入其中電荷有力的作用。2、電場強度E

（1）定義：電荷在電場中某點受到的電場力F與電荷的帶電量q的比值，就叫做該點的

電場強度。

（2）定義式：EFE與F、q無關，只由電場本身決定。

q（3）電場強度是矢量：大�。簡挝浑姾墒艿降碾妶隽Α�

方向：規(guī)定正電荷受力方向，負電荷受力與E的方向相反。（4）單位：N/C,V/m1N/C=1V/m（5）其他的電場強度公式

1點電荷的場強公式：EkQQ場源電荷○

r22勻強電場場強公式：EUd沿電場方向兩點間距離○d（6）場強的疊加：遵循平行四邊形法則3、電場線

（1）意義：形象直觀描述電場強弱和方向理性模型，實際上是不存在的（2）電場線的特點：

1電場線起于正（無窮遠），止于（無窮遠）負電荷○

2不封閉，不相交，不相切○

3沿電場線電勢降低，且電勢降低最快。一條電場線無法判斷場強大小，可以判○

斷電勢高低。

4電場線垂直于等勢面，靜電平衡導體，電場線垂直于導體表面○

（3）幾種特殊電場的電場線E

三、電場能的性質

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1、電場能的基本性質：電荷在電場中移動，電場力要對電荷做功。2、電勢能Ep

（1）定義：電荷在電場中，由于電場和電荷間的相互作用，由位置決定的能量。電荷在

某點的電勢能等于電場力把電荷從該點移動到零勢能位置時所做的功。

（2）定義式：EpAWA0帶正負號計算（3）特點：

1電勢能具有相對性，相對零勢能面而言，通常選大地或無窮遠處為零勢能面�！�

2電勢能的變化量△E與零勢能面的選擇無關�！�

p

3、電勢φ

（1）定義：電荷在電場中某一點的電勢能Ep與電荷量的比值。（2）定義式：φ（3）特點：

1電勢具有相對性，相對參考點而言。但電勢之差與參考點的選擇無關�！�

2電勢一個標量，但是它有正負，正負只表示該點電勢比參考點電勢高，還是低�！�

3電勢的大小由電場本身決定，與Ep和q無關�！�

4電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移動到零勢點時電場力所做的功�！�

（4）電勢高低的判斷方法

1根據(jù)電場線判斷：沿著電場線電勢降低。φA>φB○

2根據(jù)電勢能判斷：○

正電荷：電勢能大，電勢高；電勢能小，電勢低。負電荷：電勢能大，電勢低；電勢能小，電勢高。

結論：只在電場力作用下，靜止的電荷從電勢能高的地方向電勢能低的地方運動。4、電勢差UAB

（1）定義：電場中兩點間的電勢之差。也叫電壓。（2）定義式：UAB=φA-φB（3）特點：

1電勢差是標量，但是卻有正負，正負只表示起點和終點的電勢誰高誰低。若○

UAB>0，則UBA黃土梁子中學高二物理3-1知識點總結

電場力做負功，電勢能增加

6、等勢面：

（1）定義：電勢相等的點構成的面。（2）特點：

1等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷，電場力不做功�！�

2等勢面與電場線垂直○

3兩等勢面不相交○

4等勢面的密集程度表示場強的大小：疏弱密強�！�

5畫等勢面時，相鄰等勢面間的電勢差相等�！�

（3）判斷電場線上兩點間的電勢差的大�。嚎拷鼒鲈矗▓鰪姶螅┑膬砷g的電勢差大

于遠離場源（場強�。┫嗟染嚯x兩點間的電勢差。

ABC7、靜電平衡狀態(tài)

（1）定義：導體內不再有電荷定向移動的穩(wěn)定狀態(tài)（2）特點

1處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部場強處處為零�！�

2感應電荷在導體內任何位置產生的電場都等于外電場在該處場強的大小相等，○

方向相反。

3處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是個等勢體，導體表面是個等勢面。○

4電荷只分布在導體的外表面，在導體表面的分布與導體表面的彎曲程度有關，○

越彎曲，電荷分布越多。

四、電容器及其應用

1、電容器充放電過程：（電源給電容器充電）充電過程S-A：電源的電能轉化為電容器的電場能放電過程S-B：電容器的電場能轉化為其他形式的能2、電容

（1）物理意義：表示電容器容納電荷本領的物理（2）定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間

的比值就叫做電容器的電容。（3）定義式：CL若AB=BC，則UAB>UBC

SABC量。電壓U

Q是定義式不是決定式USC是電容的決定式（平行板電容器）

4kd（4）單位：法拉F，微法μF，皮法pF

1pF=10-6μF=10-12F

（5）特點

1電容器的電容C與Q和U無關，只由電容器本身決定�！�

2電容器的帶電量Q是指一個極板帶電量的絕對值�！�

3電容器始終與電源相連，則電容器的電壓不變。電容器充電完畢，再與電源斷開，○

則電容器的帶電量不變。

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4在有關電容器問題的討論中，經常要用到以下三個公式和○3的結論聯(lián)合使用進行○

判斷

CQSUCEU4kdd五、應用帶電粒子在電場中的運動

（平衡問題，加速問題，偏轉問題）

141

1、基本粒子不計重力，但不是不計質量，如質子（1，電子，α粒子（2,氕（1，H）H）He）

23氘（1，氚（1H）H）

帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一般情況下都要計算重力。2、平衡問題：電場力與重力的平衡問題。

mg=Eq

Eqv0

mg

3、加速問題

（1）由牛頓第二定律解釋，帶電粒子在電場中加速運動（不計重力），

只受電場力Eq，粒子的加速度為a=Eq/m，若兩板間距離為d，則

vv（2）由動能定理解釋，

2Eqdm2Uqm1mv20Uq2Uv2Uqm可見加速的末速度與兩板間的距離d無關，只與兩板間的電壓有關，但是粒子在電場中運動的時間不一樣，d越大，飛行時間越長。3、偏轉問題類平拋運動

在垂直電場線的方向：粒子做速度為v0勻速直線運動。

在平行電場線的方向：粒子做初速度為0、加速度為a的勻加速直線運動。

Lv0

θy

v0θ

vvy

帶電粒子若不計重力，則在豎直方向粒子的加速度

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aEqUqmmd帶電粒子做類平拋的水平距離，若能飛出電場水平距離為L，若不能飛出電場則水平

距離為x

帶電粒子飛行的時間：t=x/v0=L/v0○1粒子要能飛出電場則：y≤d/2○2粒子在豎直方向做勻加速運動：y1at2○3

2粒子在豎直方向的分速度:vyat○4粒子出電場的速度偏角：tanvy○5

v0由○1○2○3○4○5可得：

飛行時間：t=L/vO豎直分速度：vyUqLmdv0UqL2UqL側向偏移量：y偏向角：tan22mv0d2mv0d

飛行時間：t=L/vO

U2L(LL)U2L2側向偏移量：yｙ＇＝

2U1d4U1d偏向角：tan

在這種情況下，一束粒子中各種不同的粒子的運動軌跡相同。即不同粒子的側移量，偏向角都相同，但它們飛越偏轉電場的時間不同，此時間與加速電壓、粒子電量、質量有關。如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時，只要將加速度a重新求出即可，具體計算過程相同。

4、示波器的原理同上結構圖。

5

U2L2U1dLv0L＇θyθv0vyvy＇U

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高二物理電場知識點總結1．電荷

一、兩種電荷

（1）是指帶電體的一種屬性

例如，摩擦過的物體具有吸引輕小物體的性質，我們就說物體帶了電，或者說，帶了電荷。（2）自然界只存在兩種電荷

正電荷：規(guī)定用絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷叫正電荷，質子帶正電荷；負電荷：規(guī)定用毛皮摩擦過的橡膠棒上帶的電荷叫負電荷，電子帶負電荷。（3）正、負電荷在某些方面具有相反的性質，稱之為異種電荷。2．電量

電荷的多少叫做電量(物體帶電多少的量度)，用Q或q表示，單位是庫侖（C）。中和：等量的異種電荷完全相互抵消的現(xiàn)象叫作中和。

任何不帶電的物體，其中都有等量的正負電荷，因而處于中性狀態(tài)。元電荷（基本電荷）：e=1.60×10-19C，常用作電量單位3．三種起電方式

起電：使物體帶電叫起電，起電的過程是使物體中的正負電荷分開的過程。（1）摩擦起電條件：兩物體相互摩擦

原因：不同物質的原子核束縛電子的本領不同，兩個物體互相摩擦時，哪個物體的原子核束縛電子的本領弱，它的一些電子就會轉移到另一個物體上。失去電子的物體因缺少電子而帶正電，得到電子的物體因有了電子而帶等量的負電。電子在物體間發(fā)生遷移。結果：兩個相互摩擦的物體分別帶上等量異種電荷，即Q1=-Q2（2）接觸起電

條件：帶電體與不帶電體相互接觸原因：電子發(fā)生遷移或部分電荷被中和結果：兩接觸物體帶上同種電荷（不一定等量）

例：兩個半徑相同的金屬球，一帶正電Q1，一帶負電-Q2，二者充分接觸后，發(fā)生了部分中和，帶點情況為：帶電量均為（Q1-Q2）/2。（3）感應起電（利用靜電感應使物體帶電）條件：將導體靠近帶電體，即置于靜電場中

原因：在電場力的作用下，導體中的自由電子逆電場方向運動，使電荷在導體表面重新分布結果：導體接近場源一端帶上與場源電性相反的電荷；而遠離場源一端帶上與場源電性相同的電荷

獲得感應凈電荷的兩種方法：

感應分離將發(fā)生靜電感應的導體兩端分開，結果兩端分別帶上異種電荷。

感應接地將被感應的物體接地（如用手摸一下），結果導體帶上跟場源電性相反的電荷（與接地位置無關）。

場源電荷電量Q與感應電荷電量Q′的關系：Q≥Q’4．電荷守恒定律

電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分。這是自然界一個非常重要的規(guī)律二、電荷間的相互作用

1．同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引2．庫侖定律

法國物理學家?guī)靵鲅芯苛俗詈唵蔚膸�點體點電荷間的相互作用，得出了庫侖定律在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。F=kQ1Q2/r2

（1）這個作用力叫做靜電力，又叫做庫侖力。

（2）點電荷：一種理想化模型，當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計時，這樣的帶電體就可以被看作是點電荷。（3）k：靜電力恒量（常量），其值為9.0×109Nm2/C2，用庫侖扭秤通過實驗測定。它表明：兩個帶電量均為1C的點電荷在真空中相距為1m時，相互的靜電力大小為9.0×109N。（4）適用條件：真空中，兩靜止的點電荷或均勻帶電球體、均勻帶電球殼。（5）靜電力的正負不表示大小，表示方向或說表示靜電力的性質同種電荷，F(xiàn)>0，斥力，方向沿連線向外；異種電荷，F(xiàn)

（1）電場強度

描述電場的強弱和方向的物理量（表示電場的力的性質）。

定義：放入電場中的某一點的電荷受到的電場力跟它的電量的比值叫做該點的電場強度，簡稱場強。E=F/q

矢量，方向為正電荷在該點所受電場力的方向。單位：牛／庫（N/C）

注：E=F/q適用于任何電場。E可由F、q量度，但并不取決于F、q，而是由電場自身決定（場源電量Q和該點到場源電荷的距離r）

q：檢驗電荷電量（電量小、體積�。�，它放入之后不會影響原來的電場，便于用它來研究電場中各點的性質。電場力F＝qE

（2）點電荷場強：真空中E=kQ/r2（3）電場的疊加

如果有幾個點電荷同時存在，它們的電場就互相疊加，形成合電場，電場中某點的場強，就等于各個點電荷在該點產生的場強的矢量和。

知道了點電荷的場強公式和場強的疊加性，那么原則上任一電荷分布已知的帶電體所形成的電場中某一點的場強都可以求出（事實上很難計算）。

（4）電力線：研究電場，重要的是要知道電場中各點的場強的大小和方向，為了形象、直觀地表示電場的強弱和方向，引入電力線的概念。

A．電力線并不是電場中實際存在的線，而是人們?yōu)榱耸闺妶鲂蜗蠡�而假想的有向曲線；B．電力線從正電荷出發(fā)到負電荷終止，不是閉合曲線；

C．電力線的疏密表示電場的強弱，電力線上任一點的切線方向表示場強的方向；D．在沒有其它電荷的空間，電力線不中斷、不相交（因為電場的分布是連續(xù)的，且電場中任一點的場強方向只有一個）。

（5）常見的五種電力線（會畫）：孤立點電荷（正、負），兩個等量異、同種電荷和勻強電場

勻強電場：各點的場強大小、方向都相同的電場，其電力線是疏密程度處處相等的互相平行的直線。兩塊大小相等、互相正對、靠近的平行金屬板分別帶等量的異種電荷時，它們之間的電場除邊緣附近外，為勻強電場。4．電勢能電勢電勢差等勢面

（1）電勢能：電荷在電場中由電場力和相對位置決定的勢能。用ε（手寫E）表示。通常取電荷q在無限遠處的電勢能為零，電勢能的正負表示大小。

電勢能變化與電場力做功的關系：W=-Δε

電荷在電場中某點的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點移到無限遠處電場力所做的功。（2）電勢

表示電場的能的性質的物理量

定義：電場中某點的電荷的電勢能跟它的電量的比值，叫做這一點的電勢。U=ε/q標量。單位：伏（V）

1V表示電量為1C的正電荷在該點的電勢能為1J

通常取無限遠處的電勢為零，或取大地的電勢為零，其正負表示高低（大�。�。取無限遠處電勢為零，正電荷的電場中電勢處處為正，負電荷的電場中電勢處處為負；順著電力線的方向電勢越來越低。

（3）電勢差：電場中兩點間的電勢的差值叫做電勢差（電壓）。UAB=UA－UB＝－UBA＝－（UB－UA）電場力做功與電勢差的關系：W＝qUAB電子伏特（eV）：1eV=1e×1V=1.60×10-19J

電場力做功的特點：與路徑無關，只與兩點間的電勢差有關。（4）等勢面

*A．點電荷的電勢公式：U=kQ/r（取無限遠處電勢為零）

*B．電勢疊加：空間某一點的電勢，等于各電場在該點的電勢的代數(shù)和。原則上，利用A、B，我們可以計算出電荷分布已知的帶電體電場中各點的電勢。在電場中，電勢相等的點所構成的面，叫做等勢面。它與電力線一樣，是用來形象、直觀地描述電場而假想的曲面。

在靜電場中，等勢面有如下基本性質：

A．相鄰等勢面的電勢差相等，等勢面的疏密表示電場的強弱（等勢面疏密與電力線疏密一致）；

B．等勢面的正負表示電勢的高低，沿電力線方向等勢面的電勢降落最快；C．等勢面處處與電力線垂直，沿等勢面移動電荷，電場力不作功；D．（同一等勢面不中斷）不同點勢的等勢面不相交。

五種常見電場等勢面：孤立點電荷（正、負），兩個等量異、同種電荷和勻強電場5．勻強電場中電勢差跟場強的關系：E=U/d*6．靜電場中的導體

靜電感應：把導體（金屬）放入電場中，導體內部的電子在電場力的作用下向電場的反方向移動，導體兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象。

靜電平衡狀態(tài)：導體中（包括表面）沒有電荷定向移動的狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導體的特點：

（1）處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部場強處處為零（這是外電場E與感應電荷產生的附加電場E’內電場疊加的結果）。

（2）處于靜電平衡狀態(tài)的導體，表面上任何一點的場強方向跟該點的切面垂直。（3）處于靜電平衡狀態(tài)的導體是一個等勢體，它的表面是一個等勢面。

（4）處于靜電平衡狀態(tài)的帶電導體，電荷只能分布在導體的外表面上。應用：（1）兩種靜電屏蔽：

外屏蔽一個不接地的空腔導體可以屏蔽外電場全屏蔽一個接地的空腔導體可以同時屏蔽內、外電場（2）法拉第圓筒：外取，內送。7．帶電粒子在勻強電場中的運動

（1）加速：qU=mv2（2）偏轉（類似平拋運動）側移y=，偏角tgф=

四、電容器電容

1．電容器：任何兩個彼此絕緣而又互相靠近的導體，都可以看成是一個電容器。電容器具有容納電荷（充放電）的本領。2．電容

表示電容器容納電荷本領大小的物理量。

定義：電容器所帶的電量跟它的兩極間的電勢差的比值，叫做電容器的電容。C=Q/U單位：法拉（F），1F＝106μF＝1012pF3．平行板電容器電容：C=4．常用電容器（了解）5．電容器的擊穿電壓和額定電壓五、靜電的防止和應用

1．靜電的危害：靜電荷積累到一定程度，會產生火花放電。防止靜電危害的基本方法是盡快地把產生的靜電導走。

2．靜電的應用：依據(jù)的物理原理幾乎都是讓帶電的物質微粒在電場力作用下，奔向并吸附到電極上。

如：靜電除塵、靜電復印

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