人教版选修3-1第一章静电场-简明实用笔记(知识要点)-图文

人教版选修3-1第一章静电场-简明实用笔记（知识要点）
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第八章静电场
一、库仑定律
1．电荷：自然界中只存在两种电荷正电荷——丝玻正同种电荷相互
排斥，异种电荷相互吸引
负电荷——毛橡负
2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．
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3．元电荷：电子所带电荷量e=1.610C，所有带电体的电荷量都是e
的整数倍，电荷量e称为元电荷．
电子的比荷：电子的电荷量e与电子质量m的比叫电子的比荷
e/m=1.76某1011Ｃ/kg
4．点电荷：点电荷是一种理想化的模型
视为点电荷的条件：当带电体的尺寸比它们之间的距离小得很多，以
致带电体的大小、形状对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看
做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接
触起电．6、物体带电的实质：物体带电的实质是物体得到或失去电子。

7．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，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
电荷总量保持不变．8．库仑定律：
（1）适用条件：①真空中，②静止点电荷（2）公式：FkQ1Q2r2静电力常量k=9.0某109N·m2/C2
说明：1.①不论两个带电体的电量是否相等它们间的作用力一定大小相等、方向相反
②均匀带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．
③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽略不计，电荷在电场中受力分析时，一般情况下物体的重力不计．2．应用方法：在要求不很精确时，空气可近似当作真空来处理。

计算库仑力大小可将电荷量的绝对值代入公式，方向根据电性来判断3．三个自由点电荷的平衡问题
(1)条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。

(2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“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。

4.电量分配：“相同金属小球”可知：两金属球接触后电荷平分或先中和再平分；
二、电场力的性质
1．电场：
（1）电场：带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观
存在的物质．它具有力的特性和能的特性．
（2）电场最基本的性质：对放入电场中的电荷有电场力的作用．（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力．2．电
场强度E——描述电场力的性质的物理量
（1）定义：放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量
的比值，叫电场强度．（2）定义式：EF/q．
（3）物质性：电场是电荷周围客观存在的物质，电荷之间的相互作
用力通过电场而发生．（4）客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身决定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q无关，
与检验电荷所受的电场力F无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依然
是原有的值．
（5）矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受
电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．★电场强度
叠加：
①当空间有几个点电荷同时存在时，它们的电场就互相叠加，形成合
电场，这时某点的电场强度就是各个点电荷单独存在时在该点产生的电场
强度的矢量和。

②电场强度是矢量，合成遵守平行四边形定则，只有同时作用在同一
区域的电场才能叠加。

③电场中某点处的电场强度E是唯一的，它的大小
和方向与放入该点的点电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(源电荷)及
空间位置（6）场强大小判断：
a．根据电场力判断：EF/q
b．根据电场线判断：只与电场线疏密有关，与电场线方向无
关．c．根据匀强电场中电势差判断：E=U/d（7）电场强度的计算：
EF/q（定义式，适用于任何电场）
EkQ（只适用于真空中点电荷产成的电场）2rEU/d（只适用于匀强电场）
3．电场线——电场的形象描绘
定义：在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向
跟该点的场强方向一致，这些曲线就叫做电场线．
性质：（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存
在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．
（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．
（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强方向，也是正电荷在该点受电场力的方向．（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电
荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．（5）电场线不会相交．（6）沿电场线电势降低（7）电场线与等势面垂直，由高指向低（8）等差等势面越密集E越大（9）匀强电场电场线及等势面——平行等间距★几种常见电场线的分布：
注：一条直的电场线哪个图中都有，场强
孤立点电荷周围的电场
等量异种点电荷的电场
等量同种点电荷的电场
的大小判定要
+－－看在哪个图中哪个位置
匀强电场
点电荷与带电平板
★等量点电荷的电场线比较：注:场强为零电势不一定为零电势为零
场强不一定为零(无穷远为参考)
1．电势差UAB：
（1）定义：电荷在电场中，由一点A移动到另一点B时，电场力所
做的功与移动电荷电荷量
的比值WAB/q，叫做A、B两点间的电势差，用UAB表示．
（2）定义式：UAB=WAB/q．
（3）电势差是标量，但有正负，正负表示电势的高低．2．电势φ：描述电场能的性质的物理量
（1）定义：电势实质上是和标准位置的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位
正电荷从某点移到标准位置（零电势点）时电场力所做的功．
（2）定义式：φA=UA∞=WA∞/q．
（3）电势是标量，但有正负，正负表示该点电势比零电势点高还是低．（4）电势高低判断：
a．根据移动检验电荷做功判断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势降落(升高)；移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势升高(降落)．b．根据电场线判断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线
方向电势越来越高．c．根据场源电荷判断：离正电荷越近，电势越高，
离场源负电荷越近，电势越低．d．根据电势差判断：UAB>0，则A点电势
比B点高；UAB<0，则A点电势比B点低．3．电势能EP：
(1)定义：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移到
零势能位置时所做的功。

电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能．
(2)静电力做功与电势能变化的关系：电场力对电荷做正功，电荷的
电势能减少，做功量等
于电势能的减少量；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加，做功
量等于电势能的增加量，即W电=－△EP（类比于WG=－△EP）．
(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无
穷远处的电势能规定为
零，或把电荷在地球表面的电势能规定为零
(4)电势能是标量．4．电场力做功的计算：
（1）①应用公式WAB=qUAB计算(普遍适用)：
正负号运算法：按照符号规约把电量q和移动过程的始、终两点
的电势差UAB的值代入公式WAB=qUAB．
绝对值运算法：公式中的q和UAB都取绝对值代入计算，功的正负再
另
判断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是
电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移
动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．
②W＝qElcoθ(适用于匀强电场)W＝qEd（d为沿着电场线方向的距离）
③WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB(从能量角度求解)④W电＋W非电＝ΔEk(由动
能定理求解)
（2）带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断
①粒子速度方向沿轨迹的切线方向，粒子合力方向一定沿电场线指向
轨迹弯曲的凹侧。

②电场力与速度方向间夹角小于90°，电场力做正功；夹角大于90°，电场力做负功。

5．等势面：
（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面
的特点：
①等势面是为了形象描述电场中各点电势高低分布而引入的假想图，
实际不存在．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动
时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方
向．④等势面不相交．
⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．
⑥电场线的描绘：利用电场线和等势面的垂直关系，先描绘出等势面，再画出电场线．。