高中物理电场

高中物理电场
篇一：高中物理电场总结(最新_强烈推荐)
物理电场总结
1. 深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。

（1）库仑定律：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。

即：
其中k为静电力常量，k=9.0×10 9 N?m2/c2
成立条件：① 真空中（空气中也近似成立），② 点电荷。

即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。

（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，不能再用球心间距代替r）。

（2）电荷守恒定律：系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒。

2. 深刻理解电场的力的性质。

电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。

电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。

（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。

这是电场强度的定义式，适用于任何电场。

其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。

电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。

（2）点电荷周围的场强公式是：
（3）匀强电场的场强公式是：
3. 深刻理解电场的能的性质。

，其中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。

，其中d是沿电场线方向上的距离。

（1）电势φ：是描述电场能的性质的物理量。

① 电势定义为φ=，是一个没有方向意义的物理量，电势有高低之分，按规定：正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点电势越高。

② 电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势为零；实际应用中常取大地电势为零。

③ 当存在几个“场源”时，某处合电场的电势为各“场源”在此处电场的电势的代数和。

④ 电势差，A、B间电势差UAB=ΦA－ΦB；B、A间电势差UBA=ΦB－ΦA，显然UAB=－UBA，电势差的值与零电势的选取无关。

（2）电势能：电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能，它具有相对性，即电势能的零点选取具有任意性；系统性，即电势能是电荷与电场所共有。

① 电势能可用E=qФ计算。

② 由于电荷有正、负，电势也有正、负（分别表示高于和低于零电势），故用E=qФ计算电势能时，需带符号运算。

（3）电场线的特点：
① 始于正电荷（或无穷远），终于负电荷（或无穷远）；
② 不相交，不闭合；
③ 不能穿过处于静电平衡状态的导体。

（4）电场线、场强、电势等势面的相互关系。

① 电场线与场强的关系；电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向。

② 电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势越来越低；
③ 电场线与等势面的关系：电场线越密的地方等差等势面也越密，电场线与通过该处的等势面垂直；
④ 场强与电势无直接关系：场强大（或小）的地方电势不一定大（或小），零电势可由人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定；
⑤ 场强与等势面的关系：场强方向与通过该处的等势面垂直且由高电势指向低电势，等差等势面越密的地方表示场强越大。

4. 掌握电场力做功计算方法
（1）电场力做功与电荷电势能的变化的关系。

电场力对电荷做正功时，电荷电势能减少；电场力对电荷做负功时，电荷电势能增加，电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值。

（2）电场力做功的特点
电荷在电场中任意两点间移动时，它的电势能的变化量是确定的，因而移动电荷做功的值也是确定的，所以，电场力移动电荷所做的功，与移动的路径无关，仅与始末位置的电势差有关，这与重力做功十分相似。

（3）计算方法
① 由功的定义式W=F·S来计算，但在中学阶段，限于数学基础，要求式中F为恒力才行，所以，这个方法有局限性，仅在匀强电场中使用。

② 用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值”来计算，即W=－
电势能的值时求电场力的功比较方便。

③ 用W=qUAB来计算，此时，一般又有两个方案：一是严格带符号运算，q和UAB均考虚正和负，所得W的正、负直接表明电场力做功的正、负；二是只取绝对值进行计算，所得W只是功的数值，至于做正功还是负功？可用力学知识判定。

5. 深刻理解电场中导体静电平衡条件。

把导体放入电场时，导体的电荷将出现重新分布，当感应电荷产生的附加场强E附和原场
强E原在导体内部叠加为零时，自由电子停止定向移动，导体处于静电平衡状态。

孤立的带电体和处于电场中的感应导体，处于静电平衡时，其特征：
（1）导体内部场强处处为零，没有电场线（叠加后的）；（2）整个导体是等势体，导体表面是等势面；（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）对孤立导体，净电荷分布在外表面。

处理静电平衡问题的方法：（1）直接用静电平衡的特征进行分析；（2）画出电场中电场线，进而分析电荷在电场力作用下移动情况。

注意两点：（1）用导线接地或用手触摸导体可把导体和地球看成一个大导体。

（2）一般取无穷远和地球的电势为零。

6. 深刻理解电容器电容概念
电容器的电容C=Q/U=△Q/△U，此式为定义式，适用于任何电容器。

平行板电容器的电容的决定式为C=。

对平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论要熟记两种情况：（1），已知电荷若两极保持与电源相连，则两极板间电压U不变；（2）若充电后断开电源，则带电量Q不变。

【典型例题】
问题1：会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题。

求解这类问题关键是抓住“等大的带电金属球接触后先中和，后平分”，然后利用库仑定律求解。

注意绝缘球带电是不能中和的。

[例1] 有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B 带电量－Q，C不带电，将A、B固定，相距r，然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍?
分析与解：题中所说C与A、B反复接触之间隐含一个解题条件，即A、B原先所带电量的总和最后在三个相同的小球间均分，则A、B两球后来带的电量均为=2Q。

A、B球原先是引力，大小为：
F=
A、B球后来是斥力，大小为：
即
，A、B间的相互作用力减为原来的4/7。

[例2] 两个相同的带电金属小球相距r时，相互作用力大小为F，将两球接触后分开，放回原处，相互作用力大小仍等于F，则两球原来所带电量和电性（）
A. 可能是等量的同种电荷
B. 可能是不等量的同种电荷
C. 可能是不等量的异种电荷
D. 不可能是异种电荷
分析与解：若带同种电荷，设带电量分别为Q1和Q2，则，将两球接触后分开，放回原处后相互作用力变为：，显然只有
Q1=Q2时，才有，所以A选项正确，B选项错误；若带异种电荷，设带电量分别为Q1和－Q2，则，将两球接触后分开，放回原处后相互作用力变为
：
时，才有
问题2：会解分析求解电场强度。

，所以C选项正确，D选项错误。

，显然只有
在电场强度是静电学中极其重要的概念，也是高考中考点分布的重点区域之一。

求电场强度的方法一般有：定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等。

[例3] 如图1所示，用长为的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d的间隙，且，将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度。

分析与解：中学物理只讲到有关点电荷场强的计算公式和匀
强电场场强的计算方法，本问题是求一个不规则带电体所产生的场强，没有现成公式直接可用，需变换思维角度。

假设将这
个圆环缺口补上，并且已补缺部分的电荷密度与原有缺口的环体上的电荷密度一样，这样就形成一个电荷均匀分布的完整带电环，环上处于同一直径两端的微小部分所带电荷可视为两个相对应的点电荷，它们在圆心O处产生的电场叠加后合场强为零。

根据对称性可知，带电圆环在圆心O处的总场强E=0。

至于补上的带电小段，由题给条件可视做点电荷，它在圆心O处的场强E1是可求的。

若题中待求场强为E2，则
的线密度为场强为，由，则补上的那一小段金属线的带电量可得。

设原缺口环所带电荷在O处的，负号表示与反向，背向圆心向左。

[例4] 如图2所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，OP=L，试求P点的场强。

分析与解：设想将圆环等分为n个小段，当n相当大时，每一小段都可以看做点电荷。

其所带电荷量
为，由点电荷场强公式可求得每一点电荷在P处的场强为
：
由对称性可知，各小段带电环在P处的场强E的垂直于轴向的分量
轴向分量之和即为带电环在P处的场强。

相互抵消，而E的。

[例5] 如图3所示，
，将一带电量是匀强电场中的三点，并构成一等边三角形，每边长为
的电荷从a点移到b点，电场力做功
篇二：高中物理电场专题
电场
知识网络：
单元切块：
按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：电场的力的性质；电场的能的性质；带电粒子在电场中的运动。

其中重点是对电场基本性质的理解、熟练运用电场的基本概念和基本规律分析解决实际问题。

难点是带电粒子在电场中的运动。

电场的力的性质
教学目标：
1．两种电荷，电荷守恒，真空中的库仑定律，电荷量。

2．电场，电场强度，电场线，点电荷的场强，匀强电场，电场强度的迭加。

教学重点：库仑定律，电场强度教学难点：对电场强度的理解
教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、库仑定律
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。

即：
kq1q2r
2
F?
其中k为静电力常量， k=9．0×10 9 N?m2/c2
1．成立条件
①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。

即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。

（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）。

2．同一条直线上的三个点电荷的计算问题
【例1】在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。

①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？
【例2】已知如图，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。

静止时A、B相距为d。

为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法 A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍 B ．将小球B的质量增加到原来的8倍
C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半
D ．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍 3．与力学综合的问题。

【例3】已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A、B，带电量分别为-2Q与-Q。

现在使它们以相同的初动
能E0（对应的动量大小为p0）开始相向运动且刚好能发生接触。

接触后两小球又各自反向运动。

当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为p1和p2。

有下列说法：①E1=E2> E0，p1=p2> p0 ②E1=E2= E0，p1=p2= p0
③接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点④两球必将同时返回各自的出发点。

其中正确的是 A．②④ B．②③
C ．①④ D．③④
【例4】已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m 的相同小球，彼此间的距离都是l，A、B电荷量都是+q。

给C 一个外力F，使三个小球保持相对静止共同加速运动。

求：C 球的带电性和电荷量；外力F的大小。

二、电场的力的性质
电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，电荷放入电场后就具有电势能。

1．电场强度
电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。

（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。

E?
Fq
-2
①这是电场强度的定义式，适用于任何电场。

②其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。

③电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。

（2）点电荷周围的场强公式是：E?
kQr
2
，其中Q是产生该电场的电荷，叫场电荷。

（3）匀强电场的场强公式是：E?U，其中d是沿电场线方向上的距离。

d
【例5】图中边长为a的正三角形ABC的三点顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q，求该三角形中心O点处的场强大小和方向。

【例6】如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分别固定电荷量为- 4Q和+9Q的点电荷。

求：x轴上合场强为零的点的坐标。

并求在x = -3点处的合场强方向。

2．电场线
要牢记以下6种常见的电场的电场线
注意电场线的特点和电场线与等势面间的关系：
Q
A
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
点电荷与带电平板
匀强电场
①电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。

②电场线互不相交。

【例7】如图所示，在等量异种点电荷的电场中，将一个正的试探电荷由A 点沿直线移到O点，再沿直线由O点移到c 点。

在该过程中，检验电荷所受的电场力大小和方向如何改变？其电势能又如何改变？
三、针对练习
1．电场强度E的定义式为E=F/q，根据此式，下列说法中正确的是
①此式只适用于点电荷产生的电场②式中q是放入电场中的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度③式中q是产生电场的点电荷的电荷量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度④在库仑定律的表达式F=kq1q2/r中，可以把kq2/r看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把
kq1/r2看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小 A．只有①②
2
2
B．只有①③ C．只有②④D
．只有③④
2．一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力为F，以及这点的电场强度为E，图中能正确反映q、E、F三者关系的是
3．处在如图所示的四种电场中P点的带电粒子，由静止释放后只受电场力作用，其加速度一定变大的是
4．如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是 A．先变大后变小，方向水平向左 B．先变大后变小，方向水平向右 C．先变小后变大，方向水平向左 D．先变小后变大，方向水平向右
5．如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况．一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示．若不考虑其他力，则下列判断中正确的是 A．若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电
B．不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C．若粒子是从B运动到A，则其加速度减小
篇三：高中物理公式大总结10：电场
高中物理公式大总结10：电场高中物理公式大总结10：电场
十、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N??m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝
3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E：电场强度
(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝
4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝
5.匀强电场的场强E＝UAB/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝
6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝
7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q
8.电场力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝
9.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝
10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝
11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝
13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）
常见电容器〔见第二册P111〕
14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝
mVt2/2，Vt＝(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)
类平垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷
的平行极板中：E＝U/d)
抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝
at2/2，a＝F/m＝qE/m
注:
（1）两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；
（2）电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；
（3）常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98]；
（4）电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；
（5）处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；
（6）电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；
（7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；
（8）其它相关内容：静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、
示波器及其应用〔见第二
册P114〕。