2012年度“五一”物理静电场导学.pdf

清北学堂 2012 年五一物理静电场导学  知识点梳理  （一）两条基本规律  1 库仑定律  自然界只存在两种电荷，一种叫正电荷，一种叫负电荷。真空中两个静止的点电荷q 和 1 kq q q 之间的相互作用力的大小为F 1 2 ，式中q 、q 为电荷电量，k 为静电力恒量，r 为 2 2 1 2 r 两点电荷距离。  q 和q 之间的相互作用力的方向沿它们的连线。同种电荷排斥，异种电荷相吸，当某 1 2 一电荷受多个其他电荷作用时，其受力可用力的合成计算（即叠加原理）     库仑定律是电磁学中最基本的定律之一，库仑定律成立的条件：  （1） 电荷是点电荷；  （2 ） 两点电荷是静止或相对静止；  （3 ） 只适用于真空  2 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，或从物体的 一部分转移到另一部分。这就是电荷守恒定律。  电荷守恒定律是自然界的普遍规律，它适用于宏观系统，也适用于微观系统。我们讨论 的静电感应，导体间接触或连接，电容器连接时电荷的重新分布、转移等现象都要用到电 荷守恒定律。  （二）电场强度  1 定义  电场强度，简称场强，电场强度的定义为放入电场中某一点电荷受到的电场力F 跟它 F 的电量q 的比值。数学表达式为E ，式中q 为检验电荷的电量，F 为电荷所受的力。  q 2 几种特殊情况下的场强公式  （1） 点电荷的场强  kq 由场强定义及库仑定律，可得点电荷q 在距其r 处的电场强度为E 2 ，电场强度的 r 方向为正电荷在该点受力的方向。  若空间存在多个点电荷，则空间某点的场强等于各个点电荷单独存在时各自在该点产生 的场强的矢量和，这就是电场强度的叠加原理。将其推广到带电体，则可先将带电体分成很 多个带电小体积元，即带电体积元，视其为点电荷，则可得空间任一点的场强。  （2 ） 均匀带电球壳的场强  kq 均匀带电球壳内任意一点的场强为零，球壳外任意一点的场强为E ，式中r 是球 2 r 心到球壳外任意一点的距离。  （3 ） 匀强电场的场强  若电场区场强处处相等（包括大小和方向），则此区域电场叫匀强电场。无限大带电平 面产生的电场是匀强电场，场强的大小为E 2πKσ  3 电场线  为了形象地描写电场，我们在场中画很多曲线，使曲线上每点的切线方向与该点的场强 方向相同，这种曲线叫电场线。  （三）电势  1 电势的定义  ε 电场中某点处电荷的电势能ε与它的电量q 之值叫做场中该点的电势U ，即U