静电场知识点总结归纳 高三必备

一、点电荷和库仑定律

1．如何理解电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷？

(1)电荷量是物体带电的多少，电荷量只能是元电荷的整数倍．

(2)元电荷不是电子，也不是质子，而是最小的电荷量，电子和质子带有最小的电荷量，即e＝1.6×10－19 C.

(3)点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”，是一种理想化的模型，对其带电荷量无限制．

(4)试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响，且要求在其占据的空间内场强“相同”，故其应为带电荷量“足够小”的点电荷．

2．库仑定律的理解和应用

(1)适用条件

①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式．

②当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．

(2)库仑力的方向

由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，为斥力；异种电荷相互吸引，为引力．

二、库仑力作用下的平衡问题

1．分析库仑力作用下的平衡问题的思路

分析带电体平衡问题的方法与力学中分析物体平衡的方法是一样的，学会把电学问题力学化．分析方法是：

(1)确定研究对象．如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”，一般是先整体后隔离．

(2)对研究对象进行受力分析．

有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力，而尘埃、液滴等一般需考虑重力．

(3)列平衡方程(F合＝0或F x＝0，F y＝0)或用平衡条件推论分析．

2．三个自由点电荷的平衡问题

(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或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．

三、场强的三个表达式的比较及场强的叠加

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2.电场的叠加原理

多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加，电场强度的叠加遵循平行四边形定则．

四、对电场线的进一步认识

1．点电荷的电场线的分布特点

(1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强．

(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同．

2．等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点

(1)两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷．

(2)两点电荷连线的中垂面(线)上，场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直．在中垂面(线)上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线的中点)．

(3)关于O点对称的两点A与A′，B与B′的场强等大、同向．

3．等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点

(1)两点电荷连线中点O处场强为零．

(2)中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零．

(3)在中垂面(线)上从O 点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小． (4)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行．

(5)关于O 点对称的两点A 与A ′，B 与B ′的场强等大、反向． 4．匀强电场中电场线分布特点

电场线是平行、等间距的直线，场强方向与电场线平行． 五、电势高低及电势能大小的比较方法 1．比较电势高低的几种方法

(1)沿电场线方向，电势越来越低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面．

(2)判断出U AB 的正负，再由U AB ＝φA －φB ，比较φA 、φB 的大小，若U AB ＞0，则φA ＞φB ，若U AB ＜0，则φA ＜φB .

(3)取无穷远处为零电势点，正电荷周围电势为正值，且离正电荷近处电势高；负电荷周围电势为负值，且离负电荷近处电势低．

2．电势能大小的比较方法 (1)场源电荷判断法

①离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小． ②离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小，试探负电荷的电势能越大． (2)电场线判断法

①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大． ②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小． (3)做功判断法

电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方．反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方．

六、电场力做功的特点及电场力做功的计算 1．电场力做功的特点

电场力做的功和路径无关，只和初、末位置的电势差有关． 2．电场力做功的计算方法

(1)由公式W ＝Flcos θ计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W ＝qEl E ，式中l E 为电荷初末位置在电场方向上的距离．

(2)由电势差的定义式计算，W AB ＝qU AB ，对任何电场都适用．当U AB ＞0，q ＞0或U AB ＜0，q ＜0时，W ＞0；否则W ＜0.

(3)由电场力做功与电势能变化的关系计算，W AB ＝E PA －E PB . (4)由动能定理计算：W 电场力＋W 其他力＝ΔEk. 3．电场中的功能关系

(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．

(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变． (3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化． 七、电场线、等势线与运动轨迹的综合分析

1．带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力的情况以及初速度的情况共同决定的．运动轨迹上各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向．电场线只能够描述电场的方向和定性地描述电场的强弱，它决定了带电粒子在电场中各点所受电场力的方向和加速度的方向．

2．等势线总是和电场线垂直，已知电场线可以画出等势线．已知等势线也可以画出电场线． 3．在利用电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹解决带电粒子的运动问题时，基本方法是：

(1)根据带电粒子的运动轨迹确定带电粒子受到的电场力的方向，带电粒子所受的合力(往往只受电场力)指向运动轨迹曲线的凹侧，再结合电场线确定带电粒子的带电种类或电场线的方向；

(2)根据带电粒子在不同的等势面之间移动，结合题意确定电场力做正功还是做负功，电势能的变化情况或是等势面的电势高低．

八、匀强电场中电场强度与电势差的关系

1．公式E ＝U

d 反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知，电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向．

2．公式中d 可理解为电场中两点所在等势面之间的距离，由此可得出一个结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等．如图5所示，AB 、CD 平行且相等，则U AB ＝U CD

九、静电现象

1．处于静电平衡状态的导体具有以下特点