静电场常用公式总结
高中物理静电场知识点总结及题型分析
xx 电场一、静电场公式汇总1、公式计算中的q、©的要求电场中矢量(电场力F、电场E)的运算:q代绝对值电场中标量(功W电势能Ep、电势差UAB电势©)的运算:q、© xx、负2、公式:(1) 点电荷间的作用力:F=kQ1Q2/r2(2) 电荷共线平衡:( 3)电势© A:© A= EpA /q (© A电势二EpA电势能/ q检验电荷量;电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关)( 4)电势能EpA:EpA=© A q( 5)电场力做的功WABW=F d =F S COSB =EqdWA R EpA- EpBWA B UAB q (电场力做功由移动电荷和电势差决定,与路径无关)(6)电势差UAB:UAB=© A—© B (电场中,两点电势之差叫电势差)UAB= WAB / q (WA电场力的功)U= E d (E数值等于沿场强方向单位距离的电势差)(7)电场强度EE=F/q (任何电场);(点电荷电场);(匀强电场)(8)电场力:F=E q (9)电容:(10)平行板电容器:3、能量守恒定律公式(1)、动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.公式:F合t = mv2 —mv1 (解题时受力分析和正方向的规定是关键)动量守恒定律:相互作用的物体系统, 如果不受外力, 或它们所受的外力之和为零, 它们的总动量保持不变. (研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1 '+ m2 v2'2)能量守恒(1)动能定理:(动能变化量=1/2 mv22-1/2 mv12)F合s对地c°s 1 2 2一mv mv 2 t oW( W2 L 1 2 2 -mv mv2 t o(2)能量守恒定律:系统(动能+重力势能+电势能)4、力与运动(动力学公式)xx第二定律:(1)匀速直线运动:受力运动(2)匀变速直线运动:受力(缺)运动⑴(s)(vt)(a)(3)类平抛运动:仅受电场力;;复合场速度位移水平方向竖直方向偏移量速度偏向角的正切:若加速电场:电场力做功,,则(y、与m q无关)示波管的灵敏度:y/U2二L2/4dU1圆周运动:绳子、单轨恰好通过最高点:;;杆、双轨最高点:如图所示,从静止出发的电子经加速电场加速后,进入偏转电场.若加速电压为U l、偏转电压为U2,要使电子在电场中的偏移距离y增大为原来的2倍(在保证电子不会打到极板上的前提下),可选用的方法有」--------------------------------------------------------- =J-A .使U i减小为原来的1/2 ;B .使U2增大为原来的2倍;C .使偏转电场极板长度增大为原来的 2 倍;D .使偏转电场极板的间距减小为原来的1/2考点名称:带电粒子在电场中的加速(一)、带电粒子在电场中的直线运动(1)如不计重1力,电场力就是粒子所受合外力,粒子做直线运动时2的要求有:①对电场的要求:或是匀强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。
静电场公式总结
静电场公式总结
另:以上公式标量不带符号,矢量带符号;其中做功,电势,电势差为标量;库仑力F, 电场强度为矢量。
电容
定义式:
决定式:
1电容器是一种能够储存电量的装置,同一
电容器的
U
Q
为一定值,这个定值只与电容
器本身相关,表示电容器容纳电荷的本领,
我们把这个定值叫做电容(字母C表示);
2. S为板间正对面积,d为平行板电容器之
间的距离。
重点区别电场和电场线:(重点内容)
电场是电荷周围客观存在的特殊物质,电场会对电场中的电荷有力的作用。
电场线是为了方便描述电场而假想出来的一天天带箭头的线,可以是直线也可以是曲线。
它是假想出来的客观事实不存在。
电场线的特点:1.电场线上某电的切线方向表示场强E的方向(而正电荷所受的电场力F方向与场强E的方向相同,负电荷所受电场力F方向与场强E的方向相反);2.电场线的疏密程度代表电场的强弱,电场线越密集说明场强E越大,越稀疏说明场强E越小;
3.沿着电场线的方向电势逐渐降低;
4.等势线或等势面垂直于电场线;
5.电场线不相交不相切不闭合;
6.电场线出发于正电荷指向无穷远处或出发于无穷远处指向负电荷或出发于正电荷指向负电荷。
U
Q
C=
kd
S
C
π
ε
4
=。
静电场公式
静电场公式
静电场公式是描述静电场分布的数学公式,它可以帮助我们理解和研究静电现象。
静电场公式的形式如下:
E = k * (Q / r^2)
在这个公式中,E代表静电场的强度,k是一个常数,Q是电荷的大小,r是距离电荷的距离。
静电场公式告诉我们,静电场的强度与电荷的大小成正比,与距离的平方成反比。
这意味着,如果电荷的大小增加,静电场的强度也会增加;如果距离减小,静电场的强度也会增加。
静电场公式的应用非常广泛。
例如,在电场中运动的带电粒子受到的力可以通过静电场公式计算。
我们可以根据电荷的大小和位置,计算出作用在带电粒子上的静电力的大小和方向。
静电场公式也可以用来解释一些常见的静电现象。
比如,当我们梳头发时,梳子梳动时摩擦头发,使头发带电。
这时,头发与梳子之间形成了一个静电场,静电场的强度可以通过静电场公式计算。
当我们靠近金属物体时,这个静电场会产生引力,使头发贴在金属物体上。
静电场公式还可以帮助我们理解电荷分布对静电场的影响。
如果电荷分布不均匀,静电场的强度也会不均匀。
我们可以通过静电场公
式计算出不同位置的静电场强度,进而研究电荷分布的特性。
静电场公式是研究静电现象的重要工具,它可以帮助我们定量地描述和理解静电场的分布和性质。
通过应用静电场公式,我们可以解释静电现象,研究电荷分布对静电场的影响,并计算带电粒子受到的静电力。
静电场知识归纳
一、静电场基本公式归纳1.(矢量)静电力F:F=qE(适用一切电场)F=k q1q2r2(适用于真空,点电荷)2.(矢量)场强E: E=Fq(适用一切电场、定义式,E大小与二者没有关系)E=k Qr2(决定式,适用于真空,点电荷)E=U ABd(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离)(标量)电势ᵩ:ᵩ=E pq(定义式,ᵩ大小与二者没有关系)ᵩA =U AB (B点为零电势点)(标量)电势能Ep :E p=qᵩE pA=WA∞(无限远处为零电势能点)(标量)电势差U AB :U AB=ᵩA−ᵩB(适用一切电场)U AB=W ABq(适用一切电场)U AB=Ed(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离,正负要判断)(标量)静电力做功W AB :W AB=qU AB(适用一切电场)W AB=E PA−E PBW AB=−∆E PW AB=qEd(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离,正负要判断)二、电场的叠加在几个点电荷共同形成的电场中,某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理。
三、电场线1、电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,曲线上某点的切线方向表示场强的方向。
2、电场线的特征1)、电场线密的地方场强强,电场线疏的地方场强弱2)、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷,孤立的正电荷(或负电荷)的电场线止无穷远处点3)、电场线不会相交,也不会相切4)、电场线是假想的,实际电场中并不存在5)、电场线不是闭合曲线,且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系3、几种典型电场的电场线1)正、负点电荷的电场中电场线的分布特点:a 、离点电荷越近,电场线越密,场强越大b 、以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向不同。
2)、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布特点:a 、沿点电荷的连线,场强先变小后变大b 、两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(中垂线)垂直c 、在中垂面(中垂线)上,与两点电荷连线的中点 0等距离各点场强相等。
静电场知识点(图表版)
设类平抛的水平距离x
若能飞出电场水平距离为L,若不能飞出电场则水平距离为x
飞行的时间:①
(从正中央进入)能飞出电场则:y≤d/2②
(从边缘进入)能飞出电场则:y≤d
竖直方向: 匀加速运动③
竖直方向:分速度: ④
出电场时速度的偏角: ⑤
合速度: ⑥
由①②③④⑤可得:
第一章静电场
一、基本公式
物理量
公 式
适用
备注
电场强度
E
一切电场
定义式
E与q、F无关
真空点电荷电场
决定式
E与Q、r有关
匀强电场
d:沿场强方向上的距离
电势能Ep
一切电场
①+q时,φ大Ep大
②-q时,φ大Ep小
电势φ
一切电场
定义式
φ与Ep、q无关
电势差
UAB
一切电场
字面意义:电势的差
一切电场
物理意义:电场力做功的能力
平行板
电容器
决定式
二、带电粒子在电场中的运动
(1)平衡问题:静止或匀速直线运动
mg=Eq
(电场力与重力的平衡)
(2)带电粒子在电场中的加速问题:E∥v0(不计重力)
示意图
公式
方法和适用
U1
v
v0
d
初速度为0时:
(1)(不计重力)
①动能定理:
②牛顿第二定律:a=Eq/m
(2)适用:
匀强、非匀强电场都适用
飞行时间:t=L/vO竖直分速度:
侧向偏移量: 偏向角:
(4)带电粒子先在加速电场U1中加速后,再进入偏转电场U2
用:
静电场公式大全
8、电势差与电场力做功的关系:
由
��� = ��� − ��� = �� � − �� � = (�� − �� )� = ��� �
即
��� = ����
电场力做的功等于两点间的电势差乘以电荷量,��� =
9、电势差与电场强度的关系:� = �� 由此可得� =
���
�
�
�
其中,d 为沿电场线方向的距离。U 为沿电场方向两点的电势差。
另类表达:电场力做的功等于电势能的减少量。
由于��� = ��� − ��� ,∆���� = ��� − ��� ,所以��� =− ∆����
6、电势的定义式:� =
��
�
由此可得 �� = ��
7、电势差:��� = �� − �� ,��� = �� − �� ,由此可得��� =− ���
静电场பைடு நூலகம்式大全
1、两个点电荷之间的库仑力:� = �
�1 �2
�2
k 为静电力常量,k=9.0×109N·m2/C2,r 为两个点电荷的距离
�
2、电场强度的定义式:� = �
由此可得电场力 F=Eq
F 为电荷在该点所受电场力的大小,q 为电荷所带电荷量
�
3、点电荷的电场强度:� = � �2
其中 Q 为场源电荷所带电荷量,r 为该点距离场源电荷的距离
�
10、电容的定义式:� = �
��
�
11、电容的决定式:� = 4���
其中�� 是电介质的介电常数,S 是正对面积,k 是静电力常数,d 是两板间的距离
1、求电场力 F
①� = �
②F=Eq
�1 �2
�2
2、求电场力做功
静电场的能量与电势能的计算
静电场的能量与电势能的计算引言:静电场是指电荷静止不动时所形成的电场。
在静电场中,电荷之间的相互作用是通过电势能来实现的。
本文将介绍静电场中能量的计算方法以及电势能与电量、距离之间的关系。
一、电场的能量计算公式在静电场中,电场的能量可以通过以下公式进行计算:E = (1/2) * ε * ∫E^2 dV其中,E表示电场的能量,ε为真空介电常数,E为电场的强度。
二、电势能的计算方法电势能是指电荷由于置于电场中而具有的能量。
对于单个点电荷q1和q2之间的电势能,可以使用以下公式进行计算:U = k * (q1 * q2) / r其中,k为库仑常数,q1和q2分别为电荷的大小,r为两电荷之间的距离。
三、电势能与电量和距离的关系1. 电势能与电量的关系对于一个点电荷q在电场E中的电势能U,可以使用以下公式进行计算:其中,V为电势差,也即电场中单位正电荷所具有的电势能。
2. 电势能与距离的关系电势能与距离之间满足一个倒数关系。
具体而言,当距离r增大时,电势能U减小;当距离r减小时,电势能U增大。
这一关系可以通过电势能的计算公式中的分母r来理解。
四、实例分析假设有两个点电荷q1和q2,它们的电量分别为3C和5C,两电荷之间的距离为2m。
现要计算它们在电场中的电势能。
根据电势能的计算公式:U = k * (q1 * q2) / r代入已知数值:U = 9 * 10^9 * (3 * 5) / 2U = 67.5 * 10^9 J因此,两个点电荷在电场中的电势能为67.5 * 10^9焦耳。
结论:本文介绍了静电场中能量的计算方法,以及电势能与电量、距离之间的关系。
通过学习和理解这些知识,我们可以更好地理解静电场的特性和现象,并应用于实际问题的计算和分析中。
[1] Griffiths, D. J. (2013). Introduction to electrodynamics. Cambridge University Press.[2] Purcell, E. M., & Morin, D. J. (2013). Electricity and magnetism. Cambridge University Press.。
高考物理一轮复习知识清单静电场知识重点公式总结
()不变无关,与E d S kQ d kdS Q Cd Q d U E εππε44====qEF =静电场1.元电荷c e 19-106.1⨯=2.同一直线上三个自由点电荷仅在彼此库伦力的作用下的平衡问题两同夹一异、两大夹一小、近小远大、313221q q q q q q =+3.电场强度定义式适用任何情况:E =F q . 决定式适用真空中点电荷: 适用于匀强电场:4.电场力适用任何情况 适用真空中点电荷F =k Q 1Q 2r 2 ①公式法:电势能 (q 要考虑正负)②做功法:电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加判断电势的方法1 沿着电场线的方向,电势逐渐降低方法2 离正电荷越近电势越高,离负电荷越近电势越低6.电势差的计算公式:U AB =φA -φB ,U BA =φB -φA ,U AB =-U BA①任何情况都适用:W AB =qU AB=q (φA -φB)=q φA -q φB=E PA E PB②匀强电场才适用:W =qEd ,其中d 为沿电场方向的距离③动能定理:W 合外力力+W 电场力=ΔE k .8、电容定义式 C =Q U 决定式 C =εS 4πkd充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开 不变量 UQ d 变大 C 变小Q 变小E 变小C 变小U 变大E 不变 S 变大 C 变大Q 变大E 不变C 变大U 变小E 变小 εr 变大C 变大Q 变大E 不变 C 变大U 变小E 变小 求E 的方法电池两极相连 E =电池两极断开 ①插入云母片、玻璃等绝缘体,介电常数增大,电容增大②插入金属片,d 变小,电容增大9、示波器mdq m q 2U E =02y X at mdv qU v ==电子在做类平抛运动加速电场: qU 0 = mv 0 2 0 v 0 = ; 变形:2qU 1=mv 02 偏转电场 匀速方向x=v 0t加速方向加速度:a =F m = 离开电场时的偏移量为(与q 、m 无关); 离开电场时加速方向上速度 122020y2X tan dU X U mdv qU v v ===θ(与q 、m 无关)。
静电场公式集锦
2、加速度:
3、竖直偏转位移:
4、偏转角度(速度与水平夹角):
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;
电场强度与电势均由电场本身决定,电场力与电势能还与带电体的电量多少和电荷正负有关;
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,净电荷只分布于导体外表面。
静电场公式集锦
静电场公式集锦
1、元电荷:
e=×10-19C(元电荷是个数值)
2、电场力:
1、定义式:F=qE
2、点电荷:
3、电场强度:
1、定义式:E=F/q
2、点电荷:
3、匀强电场:
4、电势差:
1、定义:UAB=φA-φB
2、电势差与电场强度关系:UAB=E Nhomakorabea(d为沿电场线方向的距离)
3、电场力做功与电势差关系:
5、电场力做功:
1、电场力做功与电势能关系:WAB=EpA-EpB
2、电场力做功与电势差关系:WAB=qUAB(与路径无关)
6、电势能和电势:
EpA=qφA
7、电容
1、定义式:C=Q/U(C与Q、U无关)
2、平行板电容器决定式: (C与S成正比、与d成反比)
8、粒子在电场中加速:
动能定理: -0
9、粒子在电场中偏转:
高中物理静电场知识点总结
高中物理静电场知识点总结高中物理静电场知识点总结在我们的学习时代,大家最熟悉的就是知识点吧?知识点在教育实践中,是指对某一个知识的泛称。
相信很多人都在为知识点发愁,以下是店铺为大家收集的高中物理静电场知识点总结,欢迎大家分享。
1电场基本规律1、库仑定律(1)定律内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:k=9.0×109N·m2/C2——静电力常量(3)适用条件:真空中静止的点电荷。
2、电荷守恒定律电荷既不会创生,也不会消灭,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。
(1)三种带电方式:摩擦起电,感应起电,接触起电。
(2)元电荷:最小的带电单元,任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍,e=1.6×10-19C——密立根测得e的值。
2电场能的性质1、电场能的基本性质:电荷在电场中移动,电场力要对电荷做功。
2、电势φ(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。
(2)定义式:φ——单位:伏(V)——带正负号计算(3)特点:1、电势具有相对性,相对参考点而言。
但电势之差与参考点的选择无关。
2、电势一个标量,但是它有正负,正负只表示该点电势比参考点电势高,还是低。
3、电势的大小由电场本身决定,与Ep和q无关。
4、电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。
(4)电势高低的'判断方法1、根据电场线判断:沿着电场线电势降低。
φA>φB2、根据电势能判断:正电荷:电势能大,电势高;电势能小,电势低。
负电荷:电势能大,电势低;电势能小,电势高。
结论:只在电场力作用下,静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。
3电势能Ep(1)定义:电荷在电场中,由于电场和电荷间的相互作用,由位置决定的能量。
静电场公式集锦
静电场公式集锦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:221r q q kF = (适用条件:真空中点电荷) 3、电场强度:E =F/qE: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2rQ kF = 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: dU E ab =U AB :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),7、电势与电势差:U AB =φA -φB U AB =W AB /q =-ΔE AB /q8、电场力做功: W AB =qU AB =EqdW AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J),U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),9、电势能: E A =q φA E A :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 ΔE AB =E B -E A 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 ΔE AB =-W AB =-qU AB电势能的增量等于电场力做功的负值12、电容C =Q/UC: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 kdSC r πε4= S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ε:介电常数 14、带电粒子在电场中的加速(Vo =0):W =ΔE K qU =m V t 2/2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;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;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; 。
静电场公式
第一章 静电场公式1、库仑力:221rq q k F = (适用条件:真空中静止的点电荷) k = 9.0×109 N ·m 2/ c 2 静电力常量 电场力:F = E q (F 与电场强度的方向可以相同,也可以相反)2、电场强度: 电场强度是表示电场性质的物理量。
是矢量。
定义式: qF E = 单位: N / C 或V/m 点电荷电场场强 2r Q kE = 匀强电场场强 dU E = 3、电势能:电势能的单位:J通常取无限远处或大地表面为电势能的零点。
静电力做功等于电势能的减少量 PB PA AB E E W -=4、电势: 电势是描述电场能的性质的物理量。
是标量。
电势的单位:V电势的定义式:q E p=ϕ 顺着电场线方向,电势越来越低。
一般点电荷形成的电场取无限远处的电势为零,在实际应用中常取大地的电势为零。
5、电势差U ,又称电压qW U = U AB = φA -φB 电场力做功和电势差的关系:W AB = q U AB6、粒子通过加速电场:221mv qU = 7、粒子通过偏转电场的偏转量(侧移距离): 做类似平抛运动2022022212121V L md qU V L m qE at y === 粒子通过偏转电场的偏转角度200tan mdv qUl v at v v x y ===θ 8、电容器的电容: 电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。
单位:F 定义式: c Q U = 电容器的带电荷量: Q=cU平行板电容器的电容: kdS c πε4= 平行板电容器与电源的两极相连,则两极板间电压不变平行板电容器充电后,切断电源,电容器所带电荷量不变。
大学物理常用公式(电场磁场 热力学)
第四章 电 场一、常见带电体的场强、电势分布 1)点电荷:2014q E r πε=04q U rπε=2)均匀带电球面(球面半径R )的电场:200()()4r R E qr R r πε≤⎧⎪=⎨>⎪⎩00()4()4qr R r U q r R R πεπε⎧>⎪⎪=⎨⎪≤⎪⎩3)无限长均匀带电直线(电荷线密度为λ):02E rλπε=,方向:垂直于带电直线。
4)无限长均匀带电圆柱面(电荷线密度为λ): 00()()2r R E r R rλπε≤⎧⎪=⎨>⎪⎩5)无限大均匀带电平面(电荷面密度为σ)的电场:0/2E σε=,方向:垂直于平面。
二、静电场定理 1、高斯定理:0e Sq E dS φε=⋅=∑⎰静电场是有源场。
q ∑指高斯面内所包含电量的代数和;E指高斯面上各处的电场强度,由高斯面内外的全部电荷产生;SE dS ⋅⎰指通过高斯面的电通量,由高斯面内的电荷决定。
2、环路定理:0lE dl⋅=⎰ 静电场是保守场、电场力是保守力,可引入电势能三、求场强两种方法1、利用场强势叠加原理求场强 分离电荷系统:1ni i E E ==∑;连续电荷系统:E dE =⎰2、利用高斯定理求场强 四、求电势的两种方法1、利用电势叠加原理求电势 分离电荷系统:1nii U U==∑;连续电荷系统: U dU =⎰2、利用电势的定义求电势 rU E dl =⋅⎰电势零点五、应用点电荷受力:F qE = 电势差: bab a b aU U U E dr =-=⋅⎰a由a 到b六、导体周围的电场1、静电平衡的充要条件: 1)、导体内的合场强为0,导体是一个等势体。
2)、导体表面的场强处处垂直于导体表面。
E ⊥表表面。
导体表面是等势面。
2、静电平衡时导体上电荷分布: 1)实心导体: 净电荷都分布在导体外表面上。
2)导体腔内无电荷: 电荷都分布在导体外表面,空腔内表面无电荷。
3)导体腔内有电荷+q ,导体电量为Q :静电平衡时,腔内表面有感应电荷-q ,外表面有电荷Q +q 。
静电场公式集锦
静电场公式集锦
1、元电荷: e =1.60×10-19C (元电荷是个数值)
2、电场力: 1、定义式:F =qE
2、点电荷:221r
q q k F = 3、电场强度:
1、定义式:E =F/q
2、点电荷:2r Q k
E = 3、匀强电场:d
U E AB = 4、电势差:
1、定义:U AB =φA -φB
2、电势差与电场强度关系:U AB =Ed (d 为沿电场线方向的距离)
3、电场力做功与电势差关系:q W U AB
AB =
5、电场力做功:
1、电场力做功与电势能关系:W AB =Ep A -Ep B
2、电场力做功与电势差关系:W AB =qU AB (与路径无关) 6、电势能和电势:
Ep A =q φA 7、电容 1、定义式:C =Q/U (C 与Q 、U 无关) 2、平行板电容器决定式:kd
S C r πε4=(C 与S 成正比、与d 成反比) 8、粒子在电场中加速: 动能定理:22
1mv qU =-0 9、粒子在电场中偏转: 1、时间:0
v L t = 2、加速度: md
Uq m Eq m F a ===
3、竖直偏转位移:221at y =
4、偏转角度(速度与水平夹角):0
0tan v at v v y ==θ 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;
电场强度与电势均由电场本身决定,电场力与电势能还与带电体的电量多少和电荷正负有关; 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,净电荷只分布于导体外表面。
静电场公式总结
静电场公式总结静电场是物理学中的一个重要概念,描述了电荷的分布如何影响空间中其他电荷的力和电势分布。
在研究静电场时,我们可以利用一系列的数学公式来计算和描述这个过程。
本文将对常见的静电场公式进行总结,希望能够帮助读者更好地理解和应用这些公式。
1. 库伦定律库伦定律是描述电荷之间相互作用力的基本定律。
它表达了两个电荷间的静电力与它们之间的距离的平方成反比。
库伦定律的公式如下:F = k * |q1 * q2| / r^2其中F代表两个电荷之间的静电力,k为库伦常数,q1和q2分别代表两个电荷的大小,r代表它们之间的距离。
2. 电场强度电场强度描述了一个电荷对于单位试验电荷的作用力。
它是一个矢量,具有大小和方向。
电场强度的公式如下:E =F / q其中E代表电场强度,F代表电荷受到的静电力,q代表单位试验电荷。
这个公式告诉我们,电场强度与电荷受到的力成正比,与单位试验电荷的大小成反比。
3. 电场线密度电场线密度指的是单位长度上电场线的数量。
它可以用来描述电场的分布情况。
电场线密度的公式如下:σ = E / L其中σ代表电场线密度,E代表电场强度,L代表电场线长度。
电场线密度的大小与电场强度成正比,与电场线长度成反比。
4. 电势能电势能描述了一个电荷在电场中由于位置发生改变而产生的能量变化。
电势能的公式如下:U = qV其中U代表电势能,q代表电荷的大小,V代表电势差。
这个公式告诉我们,电势能与电荷的大小成正比,与电势差的大小成正比。
5. 电势差电势差描述了一个电场中两点之间的电势差异。
电势差的公式如下:ΔV = -∫ E · dl其中ΔV代表电势差,E代表电场强度,dl代表路径元素。
这个公式告诉我们,电势差与沿着路径的电场强度的积分成反比。
总结:通过上述公式的总结,我们可以看到静电场的公式体系十分丰富,包含了电荷之间相互作用力、电场强度、电场线密度、电势能和电势差等重要概念。
这些公式在解决电荷、电场相关问题时是非常有用的。
静电场和恒定电流常用公式
静电场和恒定电流常用公式电场元电荷e=1.6×10-19C(k=9.0×109Nm 2/C 2) 库仑定律:电场强度:(定义式)点电荷的电场强度:电场力:F=qE注:以上公式中各物理量均以绝对值代入计算。
电势: (ε为电势能)(公式中各物理量均以正、负值代入计算)电势差:(公式中各物理量均以正、负值代入计算)电场力做的功:qEd qU W ==电容:(定义式)决定式:平行板电容器两极板间的电场强度为(由E=U/d,C=Q/U 和得出):带点粒子在电场中的运动①粒子穿越电场的加速度:mdqU m qE m F ===a ②粒子穿越电场的运动时间:0L t v = ③粒子离开电场的侧移距离:202202222121mdv qUL mv qEL at y === ④粒子离开电场时的偏角θ:200y tan mdv qUL v v ==θ 恒定电流电流强度:neSv R U t Q I ===电阻:Sl I U R ρ==(ρ为导体的电阻率,单位Ω•m )(1)串联电路 221r Q Q k F =q F E =2r Q k E =q εϕ=q W U AB B A AB =-=ϕϕU Q C =S kQ E επ4=kd S C πε4=①各处的电流强度相等:I 1=I 2=…… =I n ②分压原理:n n 2211R U R U R U =⋯⋯== ③电路的总电阻:R=R 1+R 2+……+R n ④电路总电压:U=U 1+U 2+……+U n(2)并联电路①各支路电压相等:U=U 1=U 2=……=U n ②分流原理:I 1R 1=I 2R 2=……=I n R n ③电路的总电阻:n211111R R R R +⋯⋯++= ④电路中的总电流:I=I 1+I 2+……+I n 焦耳定律 t R U Rt I Pt Q W 22==== R U UI R I P P 22热==== 无论串联电路还是并联电路,电路的总功率等于各用电器功率之和,即: n P P PP +⋯⋯++=21总 闭合电路欧姆定律(1)路端电压与外电阻R 的关系:Rr E r R ER IR U +=+==1(外电路为纯电阻电路) (2)路端电压与电流的关系:U=E -Ir (普适式)电源的总功率(电源消耗的功率)P 总=IE电源的输出功率(外电路消耗的功率)P 输=IU电源内部损耗的功率:P 损=I 2r由能量守恒有:IE=IU +I 2r外电路为纯电阻电路时:()()r R r R E r R R E R I IU P 422222+-=+===输 由上式可以看出,当外电阻等于电源内部电阻(R=r )时,电源输出功率最大,其最大输出功率为r42max E P =出电源的效率:电源的输出功率与电源功率之比,即%100%100%100⨯=⨯=⨯=EU IE IU P P 出η 对纯电阻电路,电源的效率为()%10011%100r %100r 22⨯+=⨯+=⨯+=RR R R I R I η 由上式看出:外电阻越大,电源的效率越高。
静电场力和电势差的计算
静电场力和电势差的计算一、静电场力1.定义:静电场力是指电荷在静电场中受到的力。
2.计算公式:静电场力 F = qE,其中 F 表示力,q 表示电荷量,E 表示电场强度。
3.电场强度:电场强度 E 是描述电场力作用效果的物理量,单位为牛顿/库仑(N/C)。
4.电场线:电场线是用来表示电场分布的线条,从正电荷出发,指向负电荷。
5.电场力的方向:正电荷在电场中受到的力方向与电场强度方向相同,负电荷受到的力方向与电场强度方向相反。
6.定义:电势差是指电场力对单位正电荷所做的功。
7.计算公式:电势差 U = W/q,其中 W 表示电场力做的功,q 表示单位正电荷。
8.电势:电势是描述电场势能状态的物理量,单位为伏特(V)。
9.电势差与电场强度的关系:电势差 U 与电场强度 E 之间的关系为 U =-ΔE,其中ΔE 表示电场强度的变化量。
10.沿着电场线的电势变化:沿着电场线方向,电势逐渐降低。
11.解析法:通过求解电场方程和边界条件,得到电场强度和电势分布,进而计算静电场力和电势差。
12.数值法:利用计算机模拟电场分布,求解电场强度和电势,计算静电场力和电势差。
13.实验法:通过实验测量静电场力和电势差,得到相应的数据。
14.等势面:等势面是指在静电场中,电势相等的点构成的面。
等势面与电场线垂直,沿着等势面移动电荷,电场力不做功。
15.电场线和等势面的关系:电场线与等势面垂直,且电场线从高电势指向低电势。
总结:静电场力和电势差的计算是电磁学的基础内容,掌握相关公式和计算方法对于进一步学习电磁学具有重要意义。
在学习过程中,要注重理论知识与实际应用相结合,提高解决问题的能力。
习题及方法:1.题目:一个正电荷在静电场中受到的力是多少?解答:根据静电场力公式 F = qE,其中 q = 5C,E = 2N/C,代入计算得到 F = 5C * 2N/C = 10N。
2.题目:一个电场强度为 3N/C 的电场中,放入一个电荷量为 4C 的正电荷,求电场力做的功。
静电场和恒定电流常用公式
静电场和恒定电流常用公式电场元电荷e=1.6×10-19C(k=9.0×109Nm 2/C 2) 库仑定律:电场强度:(定义式)点电荷的电场强度:电场力:F=qE注:以上公式中各物理量均以绝对值代入计算。
电势: (ε为电势能)(公式中各物理量均以正、负值代入计算)电势差:(公式中各物理量均以正、负值代入计算) 电场力做的功:qEd qU W ==电容:(定义式) 决定式:平行板电容器两极板间的电场强度为(由E=U/d,C=Q/U 和得出):带点粒子在电场中的运动①粒子穿越电场的加速度:mdqU m qE m F ===a ②粒子穿越电场的运动时间:0L t v = ③粒子离开电场的侧移距离:202202222121mdv qUL mv qEL at y === ④粒子离开电场时的偏角θ:200y tan mdv qUL v v ==θ 恒定电流电流强度:neSv R U t Q I ===电阻:Sl I U R ρ==(ρ为导体的电阻率,单位Ω•m )(1)串联电路 221r Q Q k F =q F E =2r Q k E =q εϕ=q W U AB B A AB =-=ϕϕU Q C =S kQ E επ4=kd S C πε4=①各处的电流强度相等:I 1=I 2=…… =I n ②分压原理:n n 2211R U R U R U =⋯⋯== ③电路的总电阻:R=R 1+R 2+……+R n ④电路总电压:U=U 1+U 2+……+U n(2)并联电路①各支路电压相等:U=U 1=U 2=……=U n ②分流原理:I 1R 1=I 2R 2=……=I n R n ③电路的总电阻:n211111R R R R +⋯⋯++= ④电路中的总电流:I=I 1+I 2+……+I n 焦耳定律 t R U Rt I Pt Q W 22==== R U UI R I P P 22热==== 无论串联电路还是并联电路,电路的总功率等于各用电器功率之和,即: n P P P P +⋯⋯++=21总闭合电路欧姆定律(1)路端电压与外电阻R 的关系:Rr E r R ER IR U +=+==1(外电路为纯电阻电路) (2)路端电压与电流的关系:U=E -Ir (普适式)电源的总功率(电源消耗的功率)P 总=IE电源的输出功率(外电路消耗的功率)P 输=IU电源内部损耗的功率:P 损=I 2r由能量守恒有:IE=IU +I 2r外电路为纯电阻电路时:()()r R r R E r R R E R I IU P 422222+-=+===输 由上式可以看出,当外电阻等于电源内部电阻(R=r )时,电源输出功率最大,其最大输出功率为r42max E P =出电源的效率:电源的输出功率与电源功率之比,即%100%100%100⨯=⨯=⨯=EU IE IU P P 出η 对纯电阻电路,电源的效率为()%100r 11%100r %100r 22⨯+=⨯+=⨯+=RR R R I R I η 由上式看出:外电阻越大,电源的效率越高。
第一章_静电场 全部公式
第一章 静电场 公式集1、最小的电荷量 叫“元电荷” e=1.6*10-19C 一个电子所带的电荷量为1e2、库仑定律 F = kQq /r2 k:静电力常量 Q:源电荷q:试探电荷3、电场强度(矢量)E =F /q = kQ /r2 E的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同4、电场线1)、电场线上每点的切线方向 表示该点场强的方向。
2)、电场线不相交。
3)、电场线的疏密 或等势面的间距小和大 都表示场强的弱和强。
4)、匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
5)、电场线指向电势降低的方向,即由电势高的等势面指向电势低的等势面。
5、静电力做的功 等于电势能的减少量W AB = E PA - E PB = q E d AB = q U AB d AB:AB两点沿电场方向的距离电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
6、电势(标量)φ= E P /q 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。
7、等势面1)、等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直。
2)、同一等势面上移动电荷时,静电力不做功。
3)、等势面不相交。
4)、同一等势面,场强不一定相同。
8、电压(电势差) U AB = φA - φB9、等势体 表面为同一等势面,所有内部场强处处为0,所有内部没有电荷。
拓展:内外表面为两个不同的等势面,环内场强为0,而中间有场强。
10、电势差与场强的关系U AB = E d⊥ E:匀强电场 d⊥:AB两点沿场强方向的距离即匀强电场中两点间的电势差 等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。
E = U AB /d⊥ 即电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。
11、电容C = Q /U Q:单一极板 带电量的绝对值电容在数值上等于使两极板间的电势差为(每)1V时,电容器需要带的电荷量C =εr S /(4πk d ) εr:电介质的相对介电常数k:静电力常量12、U = 4πk d Q/(εr S) E = 4πk Q/(εr S)13、带电粒子的加速动能定理 mV2 /2 = q U AB(静电力做功)14、带电粒子的偏转加速度 a = F /m = qE /m = qU /(md) 偏移距离 y = a t2 /2运动时间 t = l /V0偏转角 tanθ= V⊥ / V0 V⊥= a t提问人的追问 2010-10-23 19:47还能详细点么、整齐一点、看不太清回答人的补充 2010-10-23 19:521、最小的电荷量 叫“元电荷” e=1.6*10-19C 一个电子所带的电荷量为1e2、库仑定律 F = kQq /r2 k:静电力常量 Q:源电荷q:试探电荷3、电场强度(矢量)E =F /q = kQ /r2 E的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同4、电场线1)、电场线上每点的切线方向 表示该点场强的方向。
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静电场常用公式总结
[静电场]
1、库仑定律1212320011ˆ44q q q q F r r r r
πεπε== 真空中的介电常数) C m N (1085.8221120---⨯=ε
2、点电荷电场的强度r r
q q F E ˆ4200πε== (r ˆ为单位位矢) 点电荷系的电场叠加∑==n i i E E 1
连续带电体的场强20ˆ4dq E dE r r
πε==⎰⎰ (线电荷dl dq λ=面电荷ds dq σ=体电荷dV dq ρ=)
3、E 通量:通过电场中某一曲面的电场线条数。
通过任意曲面S 的E 通量:⎰⎰⋅==ΦS S
e S d E dS E θcos 闭合曲面上的电通量⎰⋅=Φs e S d E (从闭合曲面内净穿出的电场线条数)
4、真空中的高斯定理∑⎰=⋅i
i s q S d E 01ε ①电荷在闭合曲面以外:穿入曲面的电场线条数等于穿出曲面的电场线条数0=⋅=Φ⎰S
e S d E ②闭合面上的场强是空间所有电荷产生的,并非仅由闭合面内的电荷产生
③n 个点电荷在高斯面内,m 个点电荷在高斯面外:
⎰∑∑⎰⋅+=⋅=Φ==S n i m j j i S e S d E E S d E )(11∑∑===+=n i i n i i q q 10
100εε)
5、静电场的环路定理0L
E dl ⋅=⎰ (静电场力的功与路径无关)
6、电势能⎰⎰∞∞∞⋅=+⋅=a
a a l d E q W l d E q W 00(0=∞W )电场中某点的电势能等于将0q 从该点移至电势能零点时,电场力所作的功(若选
b 点为电
势能零点:
⎰⋅=b a a l d E q W 0
7、电势⎰∞⋅==a a a l d E q W U 0 电势差b a ab U U U -=⎰⎰∞∞⋅-⋅=b a l d E l d E ⎰⋅=b a
l d E 电场力的功ab b a ab U q U U q W 00) (=-=
8、点电荷电场的电势r q r U 04) ( πε=
点电荷系电场的电势∑
=i i r q U 04πε 连续分布电荷电场⎰=V
r dq U 04πε
9、电场强度在直角坐标系中的分量:z U E y U E x U E z y x ∂∂-=∂∂-=∂∂-
=,,
[静电场中的导体和电介质]
1、静电平衡时,导体表各点的电荷面密度与表面场强的大小成正比0
εσ=E
2、孤立导体的电容U Q C = 真空中孤立导体球的电容R U Q C 04πε==
电容器的电容U
q U U q C B A ∆=-= 平行板电容器的电容0r S C d εε=
圆柱形电容器的电容A B r R R l U q C ln 20επε=∆=
球形电容器的电容A
B B A r R R R R U q
C -=∆=
επε04 3、电容器的串联∑∑===i i
i i C q V q U C 11 并联∑∑===i
i AB i i AB C U q U q C
4、分子固有电偶极矩:l q p =
电位移矢量P E D +=0ε
5、介质中的高斯定理:在任何静电场中,通过任意闭合曲面的电位移矢量的通量等于该曲面所包围的自由电荷的代数和∑⎰=⋅i s
q S d D 对
于各向同性的电介质:E D ε=(r 0εεε=介电常数)
6、电容器的电能QU CU C Q W 2
1212122e ===
7、平行板电容器的电场能量密度:εε22e 212121D DE E w ===平行板电容器电场的能量:。