10-1静电场的基本现象和基本规律
1.1 静电的基本现象和基本规律
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6、电量：物体所带电荷数量的多少，叫做电荷量，简称电量。 7、正电、负电： 验电器与静电计 同种电荷量放一起，电量增加，异种电荷放一起，电量减小 。就像正负数一样，正数放一起，增加，负数放一起，增加 。正负数放一起，抵消。
8、中和：正负电荷相互完全抵消的 状态叫做中和。 富兰克林命名：一种叫正电，丝绸摩擦过的玻璃棒上的电叫正 电；另一种叫负电，毛皮摩擦过的橡胶棒上的电荷叫负电。
库仑定律是静电学的基础，是电磁学的三大实验支柱之一， 库仑定律适用的条件：真空、相对于观察者静止、点电荷； 小到分子、原子内部，大到天体均适用。 （微观领域中, 万有引力比库仑力小得多,可忽略不计.有习题 作比较: Fe/Fg=2.27 X1039）
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2 库仑定律 (Coulomb Law)
扩展：关于满足牛顿第三定律
被作用者运动，由于推 被作用者静止， 迟势，不满足牛三 满足牛三 看上去与牛三矛盾 实际上正说明电荷间有第三者——场， 前者电荷静止，场的动量不变——作用力对等 后者场的动量发生变化，作用力不对等 将场包含进去，依然满足牛顿第三定律
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2 库仑定律 (Coulomb Law)
库仑 (1736-1806) 电学是物理学的一个重要分枝，在它的发展过程中，很 多物理学巨匠都曾作出过杰出的贡献。法国物理学家查利· 奥 古斯丁· 库仑就是其中影响力非常巨大的一员。
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2 库仑定律 (Coulomb Law)
2. 库仑定律的表述：1785年，库仑通过扭称实验得到该定律 。 文字表述：在真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力 的大小，与它们的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平 方成反比；作用力的方向沿着它们的联线，同号电荷相斥， 异号电荷相吸。 数学表述：
静电场的基本理论及应用
静电场的基本理论及应用静电场，是指在没有电荷移动的情况下，存在电荷分布的场。
静电场是一种基本的电磁现象，其产生的原因是电荷的静电相互作用。
静电场的研究有着广泛的应用，如医疗设备、高压电器、电子器件等领域都离不开静电场的应用。
一、静电场的基本理论1. 静电场的基本概念静电场是一种没有时间变化的电场，当电荷不动时，就形成了静电场。
静电场通常用带电体产生的电势差和电场强度来描述，电势能在相邻两点之间移动的能量，是对电场的一种描述方式。
而电场强度指的是在一定位置上，单位正电荷所受的力，它所表征的是电场的强弱。
2. 静电场的基本定律静电场的基本定律包括库伦定律和高斯定律。
库伦定律通过计算两个点电荷之间的作用力，得出了电荷之间的相互作用规律。
高斯定律则是可以用来计算电场的性质，它所描述的是电场的原理。
3. 静电场的特性静电场有一些特性，如线性可叠加性、静电场的独立性、电荷的守恒性等。
它们为静电场的研究和应用提供了基础。
二、静电场的应用1. 静电场在电子器件中的应用静电场可以用来制造电子器件，如电容器、电晶体等。
而在电子器件的生产过程中，静电场还可以用来控制熔化和加工器件的形状和结构等。
同时，在半导体加工过程中，静电场也能够提供很好的电离条件。
2. 静电场在高压电器中的应用在高压电器中，静电场常常被用于漏电检测、油纸绝缘等方面。
由于静电场的特性使得电器件具有较高的灵敏度和反应速度，广泛应用于高压电器中。
3. 静电场在医疗设备中的应用静电场不仅在电子器件和高压电器中有应用，还可以用在医疗设备中，如放射性治疗、磁共振成像等。
通过调节静电场的强度和方向，可以对人体组织产生一定的刺激和影响，实现治疗效果。
三、静电场的研究进展目前，静电场的研究范围正在不断的拓宽，特别是在生命科学、材料科学、能源科学以及工程技术领域等方面，都是静电场研究的重要领域。
在科学研究进程中，人类利用静电场的特性进行各种实验，从而不断发掘静电场的应用价值。
真空中的静电场
qx
4πε0r3 0 dl 4 0r3
dl
R
xo
r
θ P dEx
x
x
dE dE
带电圆环轴线场强
qx E 4πε0 (x2 R2 )3 2
带电圆环轴线场强
R
xo x
qx E 4πε0 ( x2 R2 )3 2
讨论 (1) 当x=0,即在圆环中心处，E 0
当 x E 0
（2）当 x R 时， x2 R2 x2
带电平行板电容器的电场线
++ ++ + + + + +
注意： 引入场线（力线）求空间矢量的通量和环流是 描述空间矢量场的一般方法。
二. 电场强度通量 (电通量) 通过电场中某个面的电场线数
1.匀强电场
垂直平面时. Φe ES
2.匀强电场
E
与平面夹角
θ
Φe ES cos θ E S
S
en
(1 1 ) 40 a L a
E
q
40a(L a)
q L
10.3.12均匀带电细杆长度为L,总电量为q计算距直线
上距离为a的P点的场强。
解：dq dx
dx
dE 4 0r 2
dEx dE cos
x 2
dE y dE sin
y
dE
dE y
dEx
P
ar
o 1
L
x dq
Ex
dEx
r
2
)
3 2
xdq
dE
4 0 (
x2
r2
3
)2
E (1 x )
2ε0
10-1静电场中的导体
开始时， E 0
E
E内 0
此时，导体内部电场强度处处为零， E内 0
宏观上自由电子将不再作定向运动；电荷在导
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
E外
体两端的堆积行为将终止。
——导体的静电平衡状态
一. 导体的静电平衡
－ － － － － －
E内 0
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
第十章 静电场中的导体和电介质 前一章中，我们讨论的是真空中的静电场; 真空中的静电场中除了场源电荷、试探电荷以外 不存在其它的物质。 如果存在其它物质，它们对电场有何影响呢? ——这就是本章要讨论的问题 通常人们根据物质导电性的差异将它分为导 体、绝缘体(电介质)、半导体和超导体。
本章主要研究静电场中的导体和电介质对电 场的影响，电介质的极化机理及其描述等。
-q
q
E内表面电荷 E腔内带电体 0
q
腔内带电体对导体壳外的电场有了贡献。 空腔内电荷及电场变化对导体壳外界产生影响。 腔内的电场不再为零，其分布与电荷 q 的电量和 分布有关，与内表面形状、腔内介质等因素有关，与 导体外其它带电体的分布无关。
空腔外电荷对空腔内电场及电荷分布没有影响。
＋
＋ ＋ ＋
＋ ＋ ＋
＋ ＋ ＋
＋ ＋ ＋
E外
＋
＋
如果将金属导体放在外电场中，会出现什么情况呢？
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
E外
以匀强电场为例
＋
＋
＋
＋
＋
在外电场作用下中，金属导体中的自由电子将沿 外电场反向作定向运动，这样自由电子必在导体的一 端堆积起来， 结果使导体的一端因多余电子而带负电 ，而另一端因缺少电子而带正电——静电感应。
赵凯华电磁学及课后习题答案
电场线起始于正电荷或无穷 远，止于负电荷或无穷远
应用：直线
应用：平面
34推广
应用：球面
续41
应用：球体
比较结果
§4 电势及其梯度
静电保守力
续45
点电荷系
续47
保守力小结
环路定理
电势能
续51
点电荷例
电势
电势差
叠加原理
续56
简例
电势计算法
第一章
静电场
§1 静电场的基本现象 和基本规律
电荷守恒定律
真空库仑定律
续库仑定律
§2 电场 电场强度
第二节
电场强度
点电荷的场强
点电荷系场强
电偶极子场强
带电体的场强
带电直线场强
续16
续17
带电平面场强
带电平的场强
续19
两个常用公式
带电圆环场强
续22
带电圆环场强
带电圆盘场强
1 C
1 C1
1 C2
1 Ck
电容器的电场能
电容器的能量
电容器带电时具有能量，实验如下：
. K.
a. b
将K倒向a 端 电容充电 再将K到向b端
C
R
灯泡发出一次强的闪光!
能量从哪里来？
电容器释放。
问题：当电容器带有电量Q、相应的电压为U时， 所具有的能量W=？
电容器的电场能
W 1 Q2 2C
C的大小
(1)衡量一个实际的电容器的性能主要指标 耐压能力
(2)在电路中，一个电容器的电容量或耐压能力不够时，
可采用多个电容连接：
C1
如增大电容，可将多个电容并联：
C2
静电场基本理论及规律
静电场基本理论及规律静电场是指无时变电荷分布所产生的电场。
它在我们的日常生活和科学研究中都起着重要的作用。
本文将从静电场的概念入手，介绍其基本理论和相关规律。
一、静电场的概念静电场是由静止电荷在周围空间产生的电场。
电荷可以分为正电荷和负电荷，它们相互之间具有吸引力或排斥力。
当电荷分布不均匀时，形成电场，静电场的特点是电场内电荷不随时间变化。
二、库仑定律库仑定律描述的是电荷之间的相互作用力。
它表明，两个电荷之间的作用力与电荷的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
数学表达式为F = k * q1 * q2 / r^2，其中F为作用力，q1和q2为电荷大小，r为两个电荷之间的距离，k为比例常数。
三、高斯定律高斯定律是描述电场的一种重要方法。
根据高斯定律，通过一个闭合曲面的电场通量正比于该曲面内的电荷总量。
数学上可以表示为Φ = ∮E·dA = Q/ε0，其中Φ为电场通量，E为电场强度，dA为曲面元素的面积，Q为曲面内的总电荷量，ε0为真空中的介电常数。
四、电场强度电场强度可以描述电荷在空间中的分布情况。
它定义为单位正电荷所受到的力，即E = F/q，其中E为电场强度，F为作用力，q为测试电荷。
五、电势能和电势电势能是描述电荷所具有的能量。
在静电场中，一个电荷沿着电场方向移动时，其电势能会发生改变。
电势则是单位正电荷所具有的电势能，用V表示。
六、电场线和等势面为了更直观地表示静电场的分布情况，我们可以使用电场线和等势面。
电场线是与电场方向相切的曲线，可以描绘电场的方向和强度。
等势面是指在静电场中，电势相等的面。
七、静电场的应用静电场在生活和科学研究中有广泛的应用。
例如，静电除尘器利用静电的吸附作用清除空气中的灰尘粒子。
静电喷涂技术利用静电引力将液体喷雾带电并吸附于物体表面。
电容器、电感器等电子元件的工作原理也与静电场密切相关。
八、结语静电场是电磁学的基本概念之一，掌握其基本理论和规律对于理解电磁现象和应用静电场具有重要意义。
静电场的描述原理
静电场的描述原理一、静电场描述原理物理上常说的静电是指物体带电，在日常生活中，我们也经常见到许多事例：摩擦起电、接触起电等。
下面介绍几种有关静电现象的基本概念和规律。
1、电荷：物质都是由大量的分子组成的，它们之间存在着引力和斥力；同时还存在着化学键力。
当物体受外界作用而使得这些力达到平衡状态时就不再吸引或排斥其他物体了，此时该物体称为“电中性”。
实际情况并非如此简单，因为对于极小的粒子来讲，即便是两个相距很近的点电荷，它们所产生的电场强度仍然可以忽略不计。
只要将它们视为整体考虑，那么必须假设每个电荷具有确定的方向和符号，否则无法进行讨论。
这样一来，各个电荷周围的电场强度就应满足如下公式： E=-q/r2、平衡条件：在电场中某处取一任意点P，若该点的电场强度为E，且有： E=E0+E，则称P点位于电场内部，反之称为电场外部。
3、电势能：电荷在电场中移动时会发生电势能的改变，即电势能增加或减少。
4、电容器：凡是电容器都可看做是电容器的特殊形式，它们的共同点是：在电场中某点P， Q两点的电势差为零，电压为零，但Q点却是一个带正电荷的点电荷，即该点的电场强度为E。
5、电场线：沿电场强度的方向画出的曲线叫做电场线。
6、电通量：在电场中，电场强度的变化率等于单位时间内穿过导体横截面的电量，记为： Q=kJ/s。
7、电流密度：单位时间内通过导体横截面的电量，等于单位面积上的电荷量乘以电场强度的变化率，即： I=Q/r8、电势差：电场中两点的电势之差，等于电势能之差。
9、电阻：导体对电流的阻碍作用叫做电阻。
10、自感系数：自感现象就是一根导体棒的长度L发生变化时，另一端附近的磁通量发生变化。
11、互感系数：一根导体棒的长度L发生变化时，其内部的磁通量发生变化，从而在其表面产生感应电动势，称为互感现象。
12、磁场：客观存在的物质，它的基本属性是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
13、磁通量：磁场中的磁感应线或磁通量的大小或方向叫做磁场的“强弱”。
高中物理《静电场》知识点总结
高中物理《静电场》知识点总结高中物理《静电场》知识点总结物理学是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。
作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
下面是店铺收集整理的高中物理《静电场》知识点总结，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
一、电场基本规律1、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它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，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
（1）三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。
（2）元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.6×10-19C——密立根测得e的值。
2、库伦定律：（1）定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
（2）表达式：k=9.0×109N·m2/C2——静电力常量（3）适用条件：真空中静止的点电荷。
二、电场力的性质——电场强度1、电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用。
2、电场强度E：（1）定义：电荷在电场中某点受到的电场力F与电荷的带电量q 的比值，就叫做该点的电场强度。
（2）定义式：E与F、q无关，只由电场本身决定。
（3）电场强度是矢量：大小：在数值上为单位电荷受到的电场力。
方向：规定正电荷受力方向，负电荷受力与E的方向相反。
（4）单位：N/C,V/m 1N/C=1V/m（5）其他的电场强度公式1点电荷的场强公式：——Q场源电荷2匀强电场场强公式：——d沿电场方向两点间距离（6）场强的叠加：遵循平行四边形法则3、电场线：（1）意义：形象直观描述电场强弱和方向的理想模型，实际上是不存在的（2）电场线的特点：1、电场线起于正电荷（无穷远），止于（无穷远）负电荷2、不封闭，不相交，不相切。
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一 电荷 1 电荷:物体具有了吸引轻小物体的性质 物体 电荷 物体具有了吸引轻小物体的性质-物体 物体具有了吸引轻小物体的性质 带了电 2 起电方式:摩擦起电、感应起电、接触起电 起电方式 摩擦起电、感应起电、 摩擦起电 3 两种电荷 正电荷和负电荷 两种电荷:正电荷和负电荷 4 电荷间的作用 同种电荷相斥、异种电荷相吸 电荷间的作用:同种电荷相斥 同种电荷相斥、 5 电量 电荷的多少 单位 库仑 符号 电量:电荷的多少 单位:库仑 符号:C 电荷的多少.单位 库仑.符号
10-1 静电场的基本现象和基本规律
6 电荷的量子化: 电荷的量子化:
q = ± ne ( n = 1, , , ) 23L
−19
e = 1.602 × 10
C
二 电荷守恒定律 在一个孤立系统内无论发生怎样的物理 过程,正负电荷的代数和保持不变 正负电荷的代数和保持不变. 过程 正负电荷的代数和保持不变 （自然界的基本守恒定律之一） 自然界的基本守恒定律之一）