高二物理电场知识点整理.docx

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高二物理电场知识点整理

高二物理电场知识点整理

一、电荷、电荷守恒定律

1、两种电荷：

“+”-”“用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。

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2、元电荷：

所带电荷的最小基元，一个元电荷的电量为1．6×10C，是一个电子（或质子）所带的电

量。

说明：

任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。

荷质比（比荷）：

电荷量q与质量m之比，（q/m）叫电荷的比荷

3、起电方式有三种

①摩擦起电，

②接触起电注意：

电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总

电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。

③感应起电——切割B，或磁通量发生变化。

④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子

4、电荷守恒定律：

电荷既不能创造，也不能被消灭，它们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，系统的电荷总数是不变的．

二、库仑定律

1．内容：

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。

方向由电性决定（同性相斥、异性相吸）

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／C2．公式：

k＝9．0×10N·m

极大值问题：

在r和两带电体电量和一定的情况下，当Q1=Q2时，有F最大值。

3．适用条件：

（1）真空中；

（2）点电荷．

点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略

1

不计时，就可以把带电体视为点电荷．（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）。

点电荷很相似于我们力学中的质点．

注意：

①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律

②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同性相排斥，异性相吸引”的规律定

性判定。

计算方法：

①带正负计算，为正表示斥力；为负表示引力。

②一般电荷用绝对值计算，方向由电性异、同判断。

三个自由点电荷平衡问题，静电场的典型问题，它们均处于平衡状态时的规律。

①“三点共线，两同夹异，两大夹小”

②中间电荷靠近另两个中电量较小的。

③中间点电荷的平衡求间距，两边之一平衡求中间点电荷的电量，关系式为或

④q1、q3固定时，q2的平衡位置具有唯一性，且与q2的电量多少，电性正负无关。

三、电场：

1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。

电场：

只要电荷存在它周围就存在电场，电场是客观存在的，它具有力和能的特性。

力（电场强度）；

能（磁通量）

若电荷不动周围的是静电场，若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场，

2、电场的基本性质-------①是对放入其中的电荷有力的作用。

②能使放入电场中的导体产生静电感应

现象

3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。

四、电场强度（E）——描述电场力特性的物理量。

（矢量）

1．定义：

放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示

该处电场的强弱

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2．求E的规律及方法（有如下5种）：

①E＝（定义普遍适用）单位是：

N/C或V/m；“描述自身的物理量”统统不能说××正此，××反

比（下同）

②（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷）

③（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离）

④电场的矢量叠加：

当存在几个场源时，某处的合场强=各个场源单独存在时在此处产生场强的矢

量和

⑤利用对称性求解。

3．方向：

①与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；

②电场线的切线方向是该点场强的方向；

③场强的方向与该处等势面的方向垂直．平行板电容器边缘除外。

4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使

不放入检验电荷，

该处的场强大小方向仍不变。

检验电荷q充当“测量工具”的作用．

某点的E取决于电场本身,（即场源及这点的位置,）与q检的正负,电何量q检和受到的电场力F无关.

这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定.与放入该处物体的质量无关,即使不放

入物体,该处的重力加速度仍为一个定值．

5、电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则．（平行四边形法则和三角形法则）

6、电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小

与方向则跟放入的检验电荷有关，

五、电场线：

定义：

在电场中为了形象的描绘电场而人为想象出或假想的曲线[描述E的强弱（疏密）和方向]。

电场

线实际上并不存．

但E又是客观存在的，电场线是人为引入的研究工具。

电场线是人为引进的，实际上是不存在的；

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法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场或磁场。

①切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．

②静电场电场线有始有终：

始于“+，”终止于“-”或无穷远，

从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．

③疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．越密，则E越强

④匀强电场的电场线平行且等间距直线表示．（平行板电容器间的电场，边缘除外）

⑤没有画出电场线的地方不一定没有电场．

⑥沿着电场线方向，电势越来越低．但E不一定减小；沿E方向电势降低最快的方向。

⑦电场线⊥等势面．电场线由高等势面批向低等势面.

⑧静电场的电场线不相交,不终断,不成闭合曲线。

但变化的电场的电场线是闭合的。

⑨电场线不是电荷运动的轨迹．也不能确定电荷的速度方向。

除非三个条件同时满足：

①电场线为直线，②v0=0或v0方向与E方向平行。

③仅受电场力作用。

六、熟记几种典型电场的电场线特点：

（重点）

匀强电场、点电荷与带电平板、等量异种点电荷的电场、等量同种点电荷的电场、孤立点电荷周围

的电场

①孤立点电荷周围的电场；②等量异种点电荷的电场（连线和中垂线上的电场特点）；③等量同种点电

荷的电场（连线和中垂线上的电场特点）；④匀强电场；⑤点电荷与带电平板；⑥具有某种对称性的电

场；⑦均匀辐射状的电场⑧周期性变化的电场。

电场能的性质（电势）

一、电势差U（是指两点间的）

①定义：

电场中两点间移动检验电荷q（从A→B），电场力做的功WAB跟其电量q的比值叫做这两

点间的电势差，UAB=WAB/q是标量．UAB的正负只表示两点电势谁高谁低。

UAB为正表示A点的

电势高于B点的电势。

②数值上=单位正电荷从A→B过程中电场力所做的功。

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③等于A、B的电势之差,即UAB=φA－φB

④在匀强电场中UAB=EdE（dE表示沿电场方向上的距离）

意义：

反映电场本身性质，取决于电场两点，与移动的电荷无关，与零电势的选取无关，

电势差对应静电力做功，电能其它形式的能。

电动势对应非静电力做功电能其它形式的能

点评：

电势差很类似于重力场中的高度差．物体从重力场中的一点移到另一点，重力做的功跟其重

量的比值叫做这两点的高度差h＝W/G．

二、电势（是指某点的）描述电场能性质的物理量。

必须先选一个零势点，（具有相对性）相对零势点而言，常选无穷远或大地作为零电势。

正点电荷产生的电场中各点的电势为正，负点电荷产生的电场中各点的电势为负。

①定义：

某点相对零电势的电势差叫做该点的电势，是标量．

②在数值上=单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.

特点：

⑴标量：

有正负，无方向，只表示相对零势点比较的结果。

⑵电场中某点的电势由电场本身因素决定，与检验电荷无关。

与零势点的选取有关。

⑶沿电场线方向电势降低，逆。

。

。

。

。

。

（但场强不一定减小）。

沿E方向电势降得最快。

⑷当存在几个场源时，某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。

电势高低的判断方法：

1根据电场线的方向判断；2电场力做功判断；3电势能变化判断。

点评：

类似于重力场中的高度．某点相对参考面的高度差为该点的高度．

注意：

（1）高度是相对的．与参考面的选取有关，而高度差是绝对的与参考面的选取无关．同样电势

是相对的与零电势的选取有关，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关．

（2）一般选取无限远处或大地的电势为零．当零电势选定以后，电场中各点的电势为定值．

（3）电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=φA－φB,沿电场线方向电势降低.

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三、电势能E

1概念：

由电荷及电荷在电场中的相对位置决定的能量，叫电荷的电势能。

电势能具有相对性，与零参考点的选取有关（通常选地面或∞远为电势能零点）

特别指出：

电势能实际应用不大，常实际应用的是电势能的变化。

电荷在电场中某点的电势能=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做的功。

E=qφA→0

四、电场力做功与电势能

1．电势能：

电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能．电势能是电荷与所在电场所共有的。

2．电势能的变化：

电场力做正功电势能减少；电场力做负功电势能增加．

重力势能变化：

重力做正功重力势能减少；重力做负功重力势能增加．

电场力做功：

由电荷的正负和移动的方向去判断（4种情况）功的正负电势能的变化（重点和

难点知识）

正、负电荷沿电场方向和逆电场方向的4种情况。

（上课时一定要搞清楚的，否则对以后的学习带

来困难）

电场力做功过程就是电势能与其它形式能转化的过程（电势差），做功的数值就是能量转化的多少。

W=FSCOS（匀强电场）W=qEd（d为沿场强方向上的距离）

W=qU=-△Ep，U为电势差，q为电量．

重力做功：

W＝Gh，h为高度差，G为重量．

电场力做功跟路径无关，是由初末位置的电势差与电量决定

重力做功跟路径无关，是由初末位置的高度差与重量决定．

四、等势面、线、体

1．电场中电势相等的点所组成的面为等势面．

2．特点

（1）各点电势相等，等势面上任意两点间的电势差为零，

在特势面上移动电荷（不论方式如何,只要起终点在同一等势面上）电场力不做功

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电场力做功为零，路径不一定沿等势面运动，但起点、终点一定在同一等势面上。

（2）画法规定：

相领等势面间的电势差相等等差等势面的蔬密可表示电场的强弱．

（3）处于静电平衡状态的导体：

整个导体是一个等势体，其表面为等势面．E内=0，任两点间UAB=0

越靠近导体表面等势面越密，形状越与导体形状相似，等势面越密电场强度越大，曲率半径越

小（越尖）的地方，等势面（电场线）都越密,这就可解释尖端放电现象，如避雷针。

（4）匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相

等，越向外距离越大．

（5）等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等．

（6）电场线⊥等势面，且由电势高的面指向电势低的面，没电场线方向电势降低。

（7）两个等势面永不相交．

规律方法1、一组概念的理解与应用

电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理，，它们之间有十分密切的联系，但也有很大

区别，解题中一定注意区分，现列表进行比较

（1）电势与电势能比较：

电势φ电势能ε

1反映电场能的性质的物理量荷在电场中某点时所具有的电势能

电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共

2电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场

本身有关，跟点电荷无关同决定的

3电势差却是指电场中两点间的电势之差，

电势能差Δε是指点电荷在电场中两点间的

ΔU=φA－φB，取φB=0时，φA=ΔU

电势能之差Δε=Aε－εB=W，取εB=0时，εA=Δε

正点荷（十q）：

电势能的正负跟电势的正负

4电势沿电场线逐渐降低，取定零电势点

后，某点的电势高于零者，为正值．某点相同

的电势低于零者，为负值

负电荷（一q）：

电势能的正负限电势的正负

相反

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5单位：

伏特单位：

焦耳

6联系：

ε=q，φw=Δε=qΔU

（2）电场强度与电势的对比

电场强度E电势φ

1描述电场的力的性质描述电场的能的性质

2电场中某点的场强等于放在该点的正点

电场中某点的电势等于该点跟选定的标准

电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q位置（零电势点）间的电势差，φ=ε/，qφ在

的比值·E=F/q，E在数值上等于单位正电

数值上等于单位正电荷所具有的电势能

荷所受的电场力

3矢量标量

4单位：

N/C;V/mV（1V=1J/C）

5联系：

①在匀强电场中UAB=Ed（d为A、B间沿电场线方向的距离）．②电势沿着电

场强度的方向降落

2、公式E=U/d的理解与应用

（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势降低最

快的方向．

（2）公式E=U/d只适用于匀强电场，且d表示沿电场线方向两点间的距离，或两点所在等势面的范离．

（3）对非匀强电场，此公式也可用来定性分析，但非匀强电场中，各相邻等势面的电势差为一定值时，

那么E越大处，d越小，即等势面越密．

3、电场力做功与能量的变化应用

电场力做功，可与牛顿第二定律，功和能等相综合，解题的思路和步骤与力学中的完全相同，

但要注意电场力做功的特点——与路径无关

知识简析一、电场中的导体

1、静电感应：

把金属导体放在外电场E

外中，由于导体内的自由电子受电场力作用定向移动，使得

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导体两端出现等量的异种电荷，这种由于导体内的自由电子在外电场作用下重新分布的现象叫做静

电感应。

（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷）．由带电粒子在电场中受力去

分析。

静电感应可从两个角度来理解：

①根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引来解释；

②也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动．

2．静电平衡状态：

发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，感应电荷产生一个附加电场E附，这个E

附与原

电场方向相反，当E附增到与原电场等大时，（即E附与E

外），合场强为零，自由电子定向移动停止，

这时的导体处于静电平平衡状态。

注意：

这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。

3．处于静电平衡状态的导体的特点：

（1）内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。

导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生

电场这两种电场叠加的结果．表面任一点的场强方向跟该点表面垂直。

（因为假若内部场强不为零，则内部电荷会做定向运动，那么就不是静电平衡状态了）

（2）净电荷分布在导体的外表面,内部没有净电荷．曲率半径小的地方,面电荷密度大,电场强，这一

原理的避雷针

（因为净电荷之间有斥力，所以彼此间距离尽量大，净电荷都在导体表面）

（3）是一个等势体，表面是一个等势面．导体表面上任意两点间电势差为零。

（因为假若导体中某两点电势不相等，这两点则有电势差，那么电荷就会定向运动）．

静电场中的几个重要结论：

①匀强电场中，相互平行的两线线段的端点的电势差相等。

任意一段线段中点的电势等于两端点电

势的平均值。

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②三个电荷平衡问题：

（没有其它力作用）电性：

两同夹异；电量：

两大夹小。

③两个电荷量之和这定值时，当且仅当它们的电荷量相等时，两电荷间的库仑力最大。

电场的基础认识

1．要点小结：

①正电荷的受力方向与电场线的切线方向相同；

②电场力做正功，电势能减少；

③顺着电场线的方向电势降低；

④等势面与电场线垂直。

2．四点“顺畅记忆”：

①以=0，正电荷的电场中，电势为正；

②以=0，+q在正电荷的电场中具有的电势能为正；

③正电荷顺着电场线移动，电场力做正功；

④正电荷在电势高的点具有的电势能多。

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