高二物理基础知识总结

第八章静电场（静止电荷所产生的电场）

一、基础概念和规律

１、元电荷：电荷量的常用单位，一个电子或一个质子的电荷量为一个元电荷，任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。

２、比荷：某电荷的电荷量与其质量的比值，叫该电荷的比荷。

３、静电感应：一个不带电的导体在电场中受电场力（静电力）作用，导体中的正负电荷重先分布，等效集中在某两端，呈现一端正电，一端负电的现象，叫静电感应。

４、电荷守恒定律：自界的总电荷量不可能凭空产生，也不会凭空消失，它只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。

５、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量乘积成正比，与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。

6、认识电场：

①产生（即定义）：只要有电荷存在，其周围空间就会产生一种看不见，摸不着而又真实存在的物质，叫电场。

②电场的作用（即性质）：是对放入电场中的其它电荷有力的作用，这个力叫静电力（也叫电场力）。电荷间的相互作用力就是通过电场为媒介实现的。

③电场有强弱和方向，离场源近电场强，远则弱。

7、试探电荷（也叫检验电荷）：放入电场中检验某点电场强弱和方向的电荷，其本身产生的电场对原电场忽略不计。

8、场源电荷（也叫源电荷）：指产生电场的电荷。

9、电场强度：

①意义：引入是为了描述电场强弱（即大小）和方向的物理量。

②描述强弱（即大小）：电场中某点电场强度的大小（即电场的强弱）等于试探电荷（可正可负）在该点所受静电力F的大小与试探电荷的电荷量q的比值。

③描述方向：电场中某点电场强度的方向（即电场方向）是该点正试探电荷所受的静电力方向。负试探电荷在该点所受的静电力方向则与该点电场强度方向相反。

10、点电荷电场：指孤立的带电体在周围空间所产生的电场。

11、电场强度的叠加：指空间某点同时存在几个电场时，该处的总电场强度（即合电场）等几个电场的电场强度矢量和。

12、电场线：在电场中画一些有方向的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都与该点的电场强度方向一致，这样的曲线就叫电场线。

①意义：引入是为了形象描述电场强弱（即大小）和方向的曲线。

②描述强弱（即大小）：电场线密的地方电场强度大（即电场强），电场线稀疏的地方电场强度小（即电场弱）

③描述方向：电场中某点电场强度的方向（即电场方向）是该点电场线的切线方向（也是正电荷所受静电力方向）。

13、匀强电场：如果电场中各点的电场强度大小相等且方向相同，这样的电场就叫匀强电场。

14、电势能：正负电荷在电场中受电场力做功时，会把某种能转化为动能，则那种能就叫电势能。电荷在电场中某点的电势能值（有正负）等于把电荷移到零电势能处静电力所做的功值（有正负）。

15、电势

①为了描述电荷在电场中某所具电势能高低而引入的物理量，类比于重力场中的高度，

②定义：电荷在电场中某一点的电势能（代正负）与它的电荷量（代正负）的比值，叫这点的电势。 16、等势面

①意义：等势面可以形象描述电场强弱和方向（见特点）。 ②定义：电场中电势相同的各点构成的面叫等势面。 ③特点：

A 、等势面上移动电荷时电场力不做功

B 、等势面和电场线垂直

C 、电场线从高等势面指向低等势面

D 、等势面疏密反映电场的强弱

E 、等势面不相交

F 、静电平衡导体是一个等电势导体（内外电势相等，表面是一个等势面）。 17、电势差（也叫电压）：电场中两点间的电势之差（代正负），叫这两点的电势差（有正负，且

BA AB U U -=）。

18、静电平衡状态：放入电场中的导体由于发生静电感应现象，导体内电荷重先分布而在某两端堆积产生新电场（也叫附加电场），与原电场相互抵消为零时的状态，叫静电平衡状态。且处于静电平衡状态的导体，内部电场处处为零，整个导体是一个等势体。

19、电容器：两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质（叫电介质），所组成的电子元件叫电容器。

20、电容：是描述电容器储存电荷本领的物理量，其定义为电容器所带电荷量Q 与电容器两板间的电势差U 的比值。

二、基础公式 1、库仑定律 2

2

1r

q kq F =

2、电场强度大小计算公式

①q

F

E = （点电荷、匀强电场均适用）

②2r kQ

E =

（只适用于点电荷电场） ③d

U

E = （只适用于匀强电场，d 为起点和终点在电场线上的投影距离）

3、电场力做功、电势能、电势、电势差（这里的公式代正负号）

①电场力做功（与路径无关）

qEd W ±= （适用于匀强电场计算大小、点电荷电场只能判断）

qU W = （点电荷、匀强电场均适用）

）E E E W PA PB P AB 即末减初--=∆-=( （点电荷、匀强电场均适用）

K E W W ∆=+其电 （动能定理，点电荷、匀强电场均适用）

②电势能

计算公式 ：0A PA W E =

电势能高低的判断方法：

电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少，负功增加。

③电势

计算公式：q

E

PA A =ϕ

电势高低的判断方法：

沿着电场线方向电势逐渐降低。 ④电势差 计算公式

q

W U AB AB =

B A AB U ϕϕ-=

4、电容器两个公式

U

Q C =

（定义式） d

k S

C πε4=

（决定式）

三、题型与方法总结 题型：

1、带电粒子（或物体）在电场中受力平衡问题

解题思路：

①选取研究对象（要含已知力和未知力等，整体不行就隔离，反之亦然）。

②画好受力示意图（尤其是电场力方向与该处电场强度方向相同就相反，或在电场线的切线直线上）。

③选择适当的合成或分解（三个力和三个力以下用合成，三个力和三个力以上用分解）。 ④利用平行四形定则中的三角形（或矢量三角形），运用三角函数、正余弦定律、三角形相似、均值不等式等数学公式求某个未知量；或者列x 、y 方向的平衡方程组求某个未知量。

2、电场强度的叠加（即空间某点同时有几个电场的合成）

解题思路：

①分析各个场源在某点的电场强度的方向（假想该点有正试探电荷，其受某场源电场力的方向就是该场源在该点的电场强度方向）。

②巧用微元法、对称法、分解法等抵消一些电场强度，剩下的选择适当的合成或分解（三个力和三个力以下用合成，三个力和三个力以上用分解）

③利用平行四形定则中的三角形（或矢量三角形），运用三角函数、正余弦定律、三角形相似、均值不等式等数学公式求某个未知量；或者列x 、y 方向的平衡方程组求某个未知量。

3、带电粒子（或物体）在电场中受力非平衡问题（即合力不为零）