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电 场

知识要点：

（1）电场强度E 和电势U 均是场的自身性质，与检验电荷存在与否无关。电容量C 是电容器的自身性质，与是否带电无关。用比值法定定义：E F U q C Q U =

==1，，ε只是定义式，量度式，不是决定式。

（2）理解分式含义，注意公式的适用条件：E F q

=，是普遍适用的；E K Q r =2是电量为Q 的场电荷（点电荷）在距其r 处的场强公式；E U d =

，沿场强方向单位长度上的电势降落在数值上等于场强，只适用于匀强电场。电场力做功。

W qU qU qU AB A B A B ==-=-εε

是普遍适用的，而W Eq S =·只适用于匀强电场中。

（3）带电粒子在电场中的平衡，加速和偏转等问题都是力学和电场知识的综合应用，从力的角度认识问题要注意电场力的特点，从功和能的角度认识问题要注意电场力做功的特点和电势能跟其它形式能的转化关系。

电荷及电荷守恒定律

①电荷是物质的一种固有属性，自然界中只有存在正负两种电荷，失去部分电子时物体带正电，获得部分电子时物体带负电，带有多余正电荷或负电荷的物体叫带电体，习惯上有时把带电体叫做电荷，

静止电荷在周围空间产生静电场，运动电荷除了产生电场之外还产生磁场，因此静止或运动电荷都会受到电场力作用，只有运动电荷才能受到磁场作用。

电荷的多少叫电量。基元电荷e = 1.6×10－19C ，

②使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种、即摩擦起电、接触起电和感应起电， ③电荷守恒定律：物理学的基本定律之一。在与外界没有电荷交换的系统内，总电荷量不变。电荷的总量既不能创造，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物

体的一个物体转移到另一部分。电荷守恒定律是从大量实验概括得出的自然界的基本规律，对宏观现象、微观现象都适用，对所有惯性参考系都适用。

库仑定律：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们间距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。数学表达式为F K QQ r

=122，其中K 叫静电力常量K = 9.0×109Nm 2/c 2。

库仑定律的适用条件是：点电荷；点电荷静止；点电荷在真空中。在空气中库仑定律近似成立。静止点电荷对运动点电荷的作用力，可以用库仑定律计算，但运动电荷对静止点电荷的作用力一般不能用库仑定律计算。点电荷的相互作用实质是通过电场来实现的。

电场强度：电场是电磁场的一个方面，是一种物体，电场的基本特性是对静止或运动电荷有作用力。电场有两种，一种是电荷激发的电场，静止电荷激发的电场叫静止场。另一种是变化磁场激发的电场，本章只研究静电场。

电场强度是描述电场力的特性的物理量。在电场中放一个检验电荷q ，它所受到的电场力F 跟它所带电量的比值F/q 叫做这个位置上的电场强度。定义式E = F/q 。场强是矢量，规定正电荷受电场力的方向为该点场强方向，负电荷负电场力方向与该点场强方向相反。 求场强大小的几种方法：

①运用场强定义式E = F/q ，它适用于所有的电场。

②真空中点电荷场强决定式E K

Q r =2（Q 为场电荷）。 ③匀强电场中场强与电势差的关系E U d =。 ④运用电场线或等势面的疏密。

电场线：为了直观形象地描述电场中各点强弱及方向、在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的切线方向表示该点场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱。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任意两条电场线都不相交。

要熟悉下面几种电场的电场线分布：（1）孤立正、负点电荷电场；（2）等量异种点电荷电场；（3）等量同种点电荷电场，（4）匀强电场。

对上述概念和定律要注意以下问题：

①注意库仑定律的适用条件，例如半径为r 的金属球使两球边缘相距

r ，今使两球带上等量异种电荷Q ，设两电荷间库仑力大小为F ，比较F

与()K Q r 2

23的关系（如图1所示），由于两球心间距3r 不是远大于r ，故不能当点电荷集中于球心处理，实际由于相互吸引，使电荷分布在靠近二者的球面处，两部分电荷距离小于3r ，所以()F K Q r >2

23。 ②要正确理解场强定义式E F

q =，场强大小和方向是由电场本身决定的，与放不放检

验电荷q 无关，既不能认为E 与F 成正比，也不能认为E 与q 成反比。

③电场只能描述电场方向及定性描述电场强弱，并不是带电粒子在电场中运动的轨迹，带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的合外力情况和初速度情况决定。

电势能：由电荷和电荷在电场中相对位置决定的能量叫电势能，电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点，正是因为它的相对性，所以使得实际应用意义不大，而经常用的是电势能的变化。根据功能关系可知：电场力做正功，电荷电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加。电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值。这常是判断电荷电势能如何变化的依据。

电势、电势差

电势是描述电场能的性质的物理量，在电场中某位置放一检验电荷q ，若它具有电势能ε，则比值ε/q 叫做该位置的电势。

电势也具有相对性，通常取电场无穷远处或大地的电势为零电势。这样可以得出一个重要结论：正点电荷电场各点电势均为正值，负点电荷电场中各点电势均为负值。

电场中两点电势的差值叫电势差，依照课本要求，电势差都取绝对值，知道了电势差的绝对值，要比较哪个点电势高，需要根据电场力对电荷做的正负来判断，或者是由这两点在电场线上的位置判断，因为沿电场线方向电势不昕降低。

等势面，电势相等的点组成的面叫等势面，等势面是研究电场中各点电势情况的重要形象描述方法，等势面有以下特点：

①等势面L 各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功。

②等势面一定和电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。

③规定画等势面（线）时，相邻的等势面（或线）间电势差相等，这样，在等势面密的地方场强大，等势面疏的地方场强小。

静电感应：把金属导体放在外电场E 中，由于导体内自由电子受电场力作用而定向运动，使导体的两个端面出现等量异种电荷的现象。

静电平衡，发生静电感应的导体两端面感应电荷形成一个附加电场E ' ，当附加电场与外电场完全抵消时，即E ' = E 时，自由电子的定向运动停止，这时的导体处于静电平衡状态。 处于静电平衡态的导体有以下特点：

①导体内部场强处为零，电场线在导体内部中断。

②导体是个等势体，表面是一个等势面。

③导体表面任一点的场强方向跟该点的表面垂直。

④导体所带的净电荷全部分布在等导体的外表面上，具体分布情况由表面曲率决定，一般尖端部分电荷密度大。

应该注意静电感应与感应起电的区别和联系，感应起电是运用静电感应现象使物体起电的一种方法，而静电感应则是电场中导体两端暂时出现等量相反电荷的现象。

电容：两个彼此绝缘，而又相互靠近的导体，就组成一个电容器，表示电容器容纳电荷本领的物理量叫电容，电容的定义式是C Q U C Q U ==⎛⎝ ⎫⎭

⎪∆∆，平行板电容器电容的决定式是