靜電場知識點總結歸納靜電場知識點總結歸納靜電場知識點總結歸納靜電場知識點總結歸納編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:靜電場知識點總結一、點電荷和庫侖定律1．如何理解電荷量、元電荷、點電荷和試探電荷(1)電荷量是物體帶電的多少，電荷量只能是元電荷的整數倍．(2)元電荷不是電子，也不是質子，而是最小的電荷量數值，電子和質子帶有最小的電荷量，即e＝×10－19C，是密立根通過油滴實驗測定的。(3)點電荷要求“線度遠小于研究范圍的空間尺度”，是一種理想化的模型，對其帶電荷量無限制．(4)試探電荷要求放入電場后對原來的電場不產生影響，且要求在其占據的空間內場強“相同”，故其應為帶電荷量“足夠小”的點電荷．2．庫侖定律(1)適用條件：真空中的點電荷(2)庫侖力的方向：同種電荷相互排斥，為斥力；異種電荷相互吸引，為引力．二、庫侖力作用下的平衡問題1．分析庫侖力作用下的平衡問題的思路（與以往的受力分析一樣，不過多了個電場力）(1)確定研究對象．如果有幾個物體相互作用時，要依據題意，適當選取“整體法”或“隔離法”，一般是先整體后隔離．(2)對研究對象進行受力分析．有些點電荷如電子、質子等可不考慮重力，而塵埃、液滴等一般需考慮重力．具體視題目要求來定。(3)列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，Fy＝0，即水平和豎直方向合力分別為0)．2．三個自由點電荷的平衡問題(1)條件：三個點電荷放置于于一條直線上，且接觸面光滑不固定，有如下結論(2)規律：“三點共線”——三個點電荷分布在同一直線上；“兩同夾異”——正負電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最??；“近小遠大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷．三、場強的三個表達式的比較及場強的疊加1．場強的三個表達式的比較定義式決定式關系式關系式表達式E＝F/qE＝kQ/r2E＝U/dE=4πkQ/(εS)適用范圍任何電場真空中的點電荷勻強電場，電容器電容器電場說明E的大小及方向與檢驗電荷的電荷量及存在與否無關．Q：場源電荷的電荷量．r：研究點到場源電荷的距離，用于均勻帶電球體(或球殼)時，r是球心到研究點的距離，Q是整個球體的帶電荷量．U：電場中兩點的電勢差．d：兩點沿電場方向的距離.Q：電容器一個極板的帶電量ε：插入的絕緣材料的介電常數S：正對面積2.電場的疊加原理電場為矢量，疊加需要平行四邊形定則。四、對電場線的進一步認識1．點電荷的電場線的分布特點(1)離點電荷越近，電場線越密集，場強越強．(2)若以點電荷為球心作一個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強大小處處相等，方向各不相同．2．等量異種點電荷形成的電場中電場線的分布特點(1)兩點電荷連線上各點，電場線方向從正電荷指向負電荷．(2)兩點電荷連線的中垂面(線)上，場強方向均相同，且總與中垂面(線)垂直．在中垂面(線)上到O點等距離處各點的場強相等(O為兩點電荷連線的中點)．(3)關于O點對稱的兩點A與A′，B與B′的場強等大、同向．3．等量同種點電荷形成的電場中電場線的分布特點(1)兩點電荷連線中點O處場強為零．(2)中點O附近的電場線非常稀疏，但場強并不為零．(3)在中垂面(線)上從O點到無窮遠，電場線先變密后變疏，即場強先變大后變?。?4)兩點電荷連線中垂線上各點的場強方向和該直線平行．(5)關于O點對稱的兩點A與A′，B與B′的場強等大、反向．五、電勢高低及電勢能大小的比較方法1．比較電勢高低的幾種方法(1)沿電場線方向，電勢越來越低，電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．注意：電勢降低最快的方向是電場線的方向(2)判斷出UAB的正負，再由UAB＝φA－φB，比較φA、φB的大小，若UAB＞0，則φA＞φB，若UAB＜0，則φA＜φB.，即看UAB的下角標。(3)取無窮遠處為零電勢點，正電荷周圍電勢為正值，且離正電荷近處電勢高；負電荷周圍電勢為負值，且離負電荷近處電勢低．2．電勢能大小的比較方法(1)場源電荷判斷法（EP=qφ，電勢能既與電勢有關，還取決于電性的正負）①離場源正電荷越近，試探正電荷的電勢能越大，試探負電荷的電勢能越小．②離場源負電荷越近，試探正電荷的電勢能越小，試探負電荷的電勢能越大．(2)電場線判斷法①正電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減??；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大．②負電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減小．(3)做功判斷法電場力做正功，電荷(無論是正電荷還是負電荷)，電勢能減少．反之，如果電荷克服電場力做功，那么電勢能將增加。六、電場力做功的特點及電場力做功的計算1．電場力做功的特點電場力做的功和路徑無關，只和初、末位置的電勢差有關．2．電場力做功的計算方法(1)由公式W＝Flcosθ計算，此公式只適用于勻強電場，可變形為W＝qElE，式中lE為電荷初末位置在電場方向上的距離．(2)由電勢差的定義式計算，WAB＝qUAB，對任何電場都適用．當UAB＞0，q＞0或UAB＜0，q＜0時，W＞0；否則W＜0.(3)由電場力做功與電勢能變化的關系計算，WAB＝EPA－EPB.=－ΔEP七、電場線、等勢線與運動軌跡的綜合分析1．帶電粒子在電場中的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力的情況以及初速度的情況共同決定的．運動軌跡上各點的切線方向表示粒子在該點的速度方向．電場線只能夠描述電場的方向和定性地描述電場的強弱，它決定了帶電粒子在電場中各點所受電場力的方向和加速度的方向．2．等勢線總是和電場線垂直，已知電場線可以畫出等勢線．已知等勢線也可以畫出電場線．3．在利用電場線、等勢面和帶電粒子的運動軌跡解決帶電粒子的運動問題時，基本方法是：(1)根據帶電粒子的運動軌跡確定帶電粒子受到的電場力的方向，帶電粒子所受的合力(往往只受電場力)指向運動軌跡曲線的內側，再結合電場線確定帶電粒子的帶電種類或電場線的方向；(2)根據帶電粒子在不同的等勢面之間移動，結合題意確定電場力做正功還是做負功，電勢能的變化情況或是等勢面的電勢高低．八、勻強電場中電場強度與電勢差的關系1．電場與電勢沒關系，一個反映電場力的性質，一個是能的性質，一個是矢量一個是標量。公式E＝eq\f(U,d)反映了電場強度與電勢差之間的關系，由公式可知，電場強度的方向就是電場中電勢降低最快的方向．2．公式中d可理解為電場中兩點所在等勢面之間的距離，由此可得出一個結論：在勻強電場中，兩長度相等且相互平行的線段的端點間的電勢差相等．如圖5所示，AB、CD平行且相等，則UAB＝UCD九、靜電現象1．處于靜電平衡狀態的導體具有以下特點(1)導體內部的場強(E0與E′的合場強)處處為零，E內＝0；(2)整個導體是等勢體，導體的表面是等勢面；(3)導體外部電場線與導體表面垂直；(4)靜電荷只分布在導體外表面上，且與導體表面的曲率有關．2．靜電屏蔽：如果用金屬網罩(或金屬殼)將一部分空間包圍起來，這一包圍空間以外的區域里，無論電場強弱如何，方向如何，空間內部電場強度均為零．因此金屬網罩(或金屬殼)對外電場有屏蔽作用．十、平行板電容器的動態分析運用電容的定義式和決定式分析電容器相關量變化的思路(1)確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變．電容器的兩極板與電源連接時，電容器兩極板間的電壓保持不變；用E＝eq\f(U,d)分析電容器極板間場強的變化電容器先充電后與電源斷開，電容器的電荷量保持不變．用E=4πkQ/(εS)分析電容器極板間場強的變化(2)用決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析平行板電容器電容的變化．(3)用定義式C＝eq\f(Q,U)分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化，確定充放電過程，充電電流由電源正極流向正極板，由負極板流回電源附近；放電，電流由正極板流出，流向負極板（可以通過電源）十一、帶電粒子在電場中的直線運動帶電粒子在電場中的運動：先分析受力情況，再分析運動狀態和運動過程(平衡、加速、減速；直線還是曲線)，直線說明合力和速度共線，解決這類問題的基本方法是：(1)采用運動和力的觀點：牛頓第二定律和運動學知識求解．(2)用能量轉化的觀點：動能定理和功能關系求解．2．對帶電粒子進行受力分析時應注意的問題(1)要掌握電場力的特點．電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有關，還跟帶電粒子的電性和電荷量有關．(2)是否考慮重力要依據情況而定．基本粒子：如電子、質子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示外，一般不考慮重力(但不能忽略質量)．帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確暗示外，一般都不能忽略重力．十二、帶電粒子在電場中的偏轉在圖中，設帶電粒子質量為m，帶電荷量為q，以速度v0垂直于電場線方向射入勻強偏轉電場，偏轉電壓為U，若粒子飛離偏轉電場時的偏距為y，偏轉角為θ，則tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(ayt,v0)＝eq\f(qUl,mdv\o\al(2,0))，y＝eq\f(1,2)ayt2＝eq\f(qUl2,2mdv\o\al(2,0))帶電粒子從極板的中線射入勻強電場，其出射時速度方向的反向延長線交于極板中線的中點．所以側移距離也可表示為y＝eq\f(l,2)tanθ，所以粒子好像從極板中央沿直線飛出去一樣．若不同的帶電粒子是從靜止經同一加速電壓U0加速后進入偏轉電場的，則qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，即y＝eq\f(Ul2,4dU0)，tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(Ul,2dU0).由以上討論可知，粒子的偏轉角和偏距與粒子的q、m無關，僅決定于加速電場和偏轉電場，即不同的帶電粒子從靜止經過同一電場加速后進入同一偏轉電場，它們在電場中的偏轉角度和偏轉距離總是相同的．十三、用能量的觀點處理帶電體在電場及復合場中的運動對于受變力作用的帶電體的運動，必須借助于能量的觀點去處理，用能量觀點處理也更簡捷，具體的方法通常有兩種：(1)用動能定理處理．思維順序一般為：①明確研究對象的物理過程；②分析物體在所研究過程中的受力情況，弄清哪些力做功，做正功還是做負功；③弄清所研究過程的初、末兩個狀態的動能；④根據動能定理列出方程求解．(2)用包括電勢能和內能在內的能量守恒定律處理．列式的方法主要有兩種：①從初、末狀態的能量相等列方程；②從某些能量的減少量等于另一些能量的增加量列方程．AB圓周運動等效重力場問題AB繩拉物體在豎直平面內做圓周運動規律最高點最低點（平衡位置）臨界最高點：重力提供向心力，速度最小速度最大、拉力最大等效重力場：重力場、電場等疊加而成的復合場