电荷和静电场详解
高中物理：静电场知识点归纳
高中物理：静电场知识点归纳一、电荷及电荷守恒定律1. 元电荷、点电荷(1) 元电荷：e＝1.6×10－19C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
(2) 点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。
2. 静电场(1) 定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2) 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
3. 电荷守恒定律(1) 内容：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。
(2) 起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3) 带电实质：物体带电的实质是得失电子。
二、库仑定律1. 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，与它们的距离的二次方成反比。
作用力的方向在它们的连线上。
2. 表达式：，式中k＝9.0×109N·m2/C2，叫静电力常量。
3. 适用条件：真空中的点电荷。
三、电场强度、点电荷的场强1. 定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。
2. 定义式：3. 点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：4. 方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
5. 电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，遵从平行四边形定则。
四、电场线1. 定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。
2. 特点①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．②电场线不相交，也不相切，更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹．③同一幅图中，场强大的地方电场线较密，场强小的地方电场线较疏．五、匀强电场电场中各点场强大小处处相等，方向相同，匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线．六、电势能、电势1. 电势能(1) 电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。
静电场知识点总结
静电场知识点总结静电学是物理学的一个重要分支，研究带电物体在静止状态下产生的现象和规律。
在静电学中，静电场是一种通过电荷之间相互作用而形成的场，它对周围环境和物体产生影响。
下面就是一些静电场的重要知识点的总结。
1. 电荷与电场电荷是构成物质的基本粒子之一，有正电荷和负电荷之分。
静电场的存在是由电荷间相互作用而产生的。
电场则是电荷在周围建立起来的一种物理场，它表征了在一点处所加的单位电荷所受的力。
2. 电场的叠加原理电场遵循叠加原理，即对于多个电荷，它们所产生的电场可以叠加。
每个电荷都会在空间中形成一个电场，而多个电荷在同一点处所形成的电场可以通过矢量叠加求和。
3. 电场中的电势电势可以理解为单位正电荷在电场中所具有的能量。
它是描述电场强度的一种物理量，用于衡量电荷在电场中的能量变化。
电势可以通过使用电势差来度量，电势差等于单位正电荷从A点移动到B点所获得的能量差。
4. 高斯定律高斯定律是静电学中非常重要的一个定律，它描述了电场的分布和电荷之间的关系。
根据高斯定律，闭合曲面内的电通量等于所包围的电荷除以真空介电常数。
利用高斯定律可以简化复杂的电场计算问题，尤其适用于具有高度对称性的情况。
5. 电介质与极化电介质是在外电场作用下发生极化现象的物质。
当电介质置于电场中时，电介质内的正、负电荷会相对分离形成偶极子。
这些偶极子会产生额外的电场，进而改变原有电场的分布。
这种现象被称为电介质极化。
6. 静电场中的能量电场是一种能量场，电荷置于电场中会具有电势能。
电势能的大小与电荷的电势有关，可以通过电势能公式计算。
此外，静电场中的能量还与电场的能量密度有关。
电场的能量密度等于电场能量与体积的比值。
7. 静电场中的匀强电场匀强电场指的是在一定空间内电场强度大小和方向都保持恒定的电场。
在匀强电场中，电场线是平行的且线与线之间的距离相等。
电荷在匀强电场中受到的力的大小与电荷本身和电场强度有关，可以通过库仑定律求得。
静电场与电荷的关系
静电场与电荷的关系静电学是物理学中研究电荷之间相互作用和静电场的学科。
在静电学中，静电场与电荷之间存在密切的关系。
本文将探讨静电场与电荷之间的关系，以及它们的相互作用。
一、电荷的基本性质电荷是物质的基本性质之一，具有质量和电荷两个基本属性。
电荷可以分为正电荷和负电荷。
同种电荷之间相互排斥，异种电荷之间相互吸引。
这是电荷之间相互作用的基础。
二、静电场的概念静电场是由电荷所产生的一种物理现象。
当电荷存在时，其周围会形成一个静电场。
静电场可以用电场线来表示，电场线的方向从正电荷指向负电荷。
三、电场强度和电场力电场强度是描述电场强弱的物理量，用 E 表示。
在静电场中，电场强度的大小与电荷量和距离有关。
电荷量越大，距离越近，电场强度越大。
电场强度的单位是牛顿/库仑。
电场强度对电荷产生力的作用，这个力称为电场力。
电场力的大小与电场强度和电荷量有关。
四、库仑定律库仑定律描述了电荷之间的相互作用规律。
库仑定律表明，两个电荷之间的电场力与两个电荷量的乘积成正比，与两个电荷之间距离的平方成反比。
库仑定律的数学表达式为 F= k * q1 * q2 / r^2，其中 F 表示电场力，k 是库仑常数，q1 和 q2 分别为两个电荷的电量，r 是两个电荷之间的距离。
五、静电势能和势能差静电势能是电荷由于位置改变所具有的能量。
在静电场中，电荷在电场力的作用下，从一个位置移动到另一个位置，静电势能会发生变化。
两个位置之间的静电势能差称为电势差，用 V 表示。
电势差与电场强度之间存在着一定的关系，即 V= -Ed，其中 E 表示电场强度，d 表示两个位置之间的距离。
六、电场内电荷的运动在一个电场中，当一个电荷存在时，会受到电场力的作用，从而发生运动。
当电荷与电场方向相同时，电荷会受到电场力的加速，当电荷与电场方向相反时，电荷会受到电场力的减速。
电场对电荷的作用可以影响电荷的运动轨迹。
七、电场线和等势线电场线是用于描述电场分布的工具。
大学物理第九章电荷与真空中的静电场详解
电荷相斥q1，异号r1电2 荷相吸。q2
F2 1
e12
F12
F1 2
k
q1q2 r122
e12
F2 1
k = 8.98755×109 N·m2 ·C-2 1
F
1
4 0
q1q2 r2
er
4 0
库仑定律是 全部静电学
的基础
0= 8.85×10-12C2 ·N-1·m-2 称为真空中的电容率。
9-2 电场和电场强度
1
4 0
2 2qr0 x3
1
2 0
p x3
1
q
E E 4 0 y 2 (r0 2)2
EB 2E cos i
2q
r0 / 2
i
4 0
(y2
r2 0
/
4) 3 /2
y2
当y r0时 :
EB
qr0
4 0 y3
p
4 0 y3
y
E
EB
B
E y
q
r0
q
x
3、连续分布任意带电体的场强
主要特点：研究对象不再是分离的实物，而是连
续分布的场，用空间函数
( 如E , U , B 等 )来描述。 静电场
电磁学
恒定磁场 变化中的电磁场
第九章 电荷与真空中的静电场
Electrostatic field
太阳风中高能离子沿着磁力 线侵入地球的极区在地球两 极的上层大气中放电而产生 的极光。
雷电
一、电场 Electric Field
1、超距作用不需要论时间
不需要介质
？ 电荷
电荷
√ 2、法拉第提出近距作用, 并提出力线和场的概念
高中物理静电场公式及考点知识梳理
高中物理静电场公式及考点知识梳理静电场，指的是观察者与电荷相对静止时所观察到的电场。
它是电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质，其基本特征是对置于其中的静止电荷有力的作用。
库仑定律描述了这个力。
考点1：电荷、电荷守恒定律自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。
例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
1.元电荷：电荷量e=1.60×10-19C的电荷，叫元电荷。
说明任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。
2.电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，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，电荷的总量保持不变。
3.两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律：原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分。
考点2：库仑定律1.内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。
2.适用条件：真空中的点电荷。
3.点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。
考点3：电场强度1.电场(1)定义：存在于电荷周围、能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度⑴ 定义：放入电场中的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。
⑵ 单位：N/C或V/m。
⑶ 电场强度的三种表达方式的比较⑷方向：规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。
⑸叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的叠加，电场强度的叠加尊从平行四边形定则。
考点4：电场线、匀强电场1.电场线：为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。
静电场知识点总结完整版
静电场知识点总结完整版静电学是物理学的一个重要分支，研究电荷及其在空间中的分布和相互作用。
静电场是一种在电荷存在的情况下所产生的场。
本文将对静电场的概念、性质和应用进行介绍和总结。
一、静电场的概念1、电荷电荷是物质的一个基本属性，是物质所具有的一种电性。
电荷有两种类型，分别为正电荷和负电荷。
同种电荷相互之间存在排斥力，异种电荷相互之间存在引力。
2、电场电场是电荷所产生的场，描述了电荷对空间中其它电荷的作用力。
可以通过电场线来表示电场的方向和强弱。
电场线的密度表示了电场的强度，电场线的方向表示了电场的方向。
3、电场强度在某点的电场强度是一个矢量，它的大小表示单位正电荷在该点所受的力的大小，方向与该力的方向相同。
电场强度的大小与电荷的大小及距离有关，符合库伦定律。
4、电场的叠加原理在多个电荷同时存在的情况下，各电荷所产生的电场会相互叠加，得到一个合成电场。
根据叠加原理，可以分别计算各个电荷单独产生的电场，再将它们相加得到整个电场。
二、静电场的性质1、电场的超强导体中不存在电场在超导体内部，电荷会在材料内部自由移动，从而抵消外部电场的作用，因此在超导体内部不存在电场。
2、电场内的能量电场中存储有能量，这种能量是由电磁作用力产生的。
电场内的能量密度与电场的强度有关，能量密度等于电场强度的平方与介电常数的乘积。
3、静电屏蔽效应在存在电场的情况下，对电场有屏蔽作用的物质称为静电屏蔽材料。
当电场通过屏蔽材料时，材料内部的电荷会重新分布，从而产生与外部电场相反的电场，使得外部电场减弱或消失。
4、电场中的静电力静电场中的电荷之间会相互作用，产生静电力。
根据库仑定律，两个电荷之间的静电力的大小与电荷的大小及它们之间的距离的平方成反比。
5、高斯定理高斯定理是一个用于计算闭合曲面内部电场的方法。
它指出，通过对电场的积分来计算闭合曲面内部的总电通量，从而能够得到曲面内部电场的大小。
三、静电场的应用1、静电除尘静电除尘是将含尘气体通过电场时，利用气体中尘埃带电的特性，将尘埃吸附到电极上，从而将气体中的尘埃除去的一种方法。
静电场知识点总结
静电场知识点总结静电场是物理学中一个重要的概念，指的是在没有任何电流流动的情况下，带电物体周围存在的电场现象。
静电场的研究涉及到许多重要的知识点，本文将从电荷、库仑定律、电场强度和电势等方面进行总结。
首先，我们先了解一下电荷的概念。
电荷是物质的一种基本属性，可以分为正电荷和负电荷。
正电荷和负电荷之间存在相互吸引的力，相同电荷之间则会相互排斥。
电荷的单位是库仑(C)，正电荷的电量为正，负电荷的电量为负。
接下来是库仑定律。
库仑定律是描述带电粒子间相互作用的定律，即库仑力的大小与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。
具体而言，库仑定律可以用以下公式表示：\[F = k\cdot \frac{{q_1\cdot q_2}}{{r^2}}\]其中，F表示库仑力的大小，k表示比例常数，q1和q2分别表示两个电荷体的电量，r表示两个电荷体间的距离。
库仑定律的存在使得带电物体之间可以产生吸引或排斥的力，从而产生电场。
接下来是电场强度的概念。
电场强度是描述电场强弱的物理量，表示单位正电荷处所受到的电场力大小。
电场强度的单位是N/C(牛顿/库仑)。
在静电场中，电场强度与电荷量的比例关系可以用以下公式表示：\[E = \frac{F}{q}\]其中，E表示电场强度，F表示受力大小，q表示电荷量。
最后是电势的概念。
电势是描述电场能量分布的物理量，表示单位正电荷所具有的电势能大小。
电势的单位是V(伏特)。
在静电场中，电势与电场强度的关系可以用以下公式表示：\[V = \frac{W}{q}\]其中，V表示电势，W表示做功大小，q表示电荷量。
电势还可以通过两点之间的电势差来表示，电势差可以用以下公式表示：\[V_{AB} = \frac{W}{q_B} - \frac{W}{q_A}\]其中，VAB表示A点到B点的电势差，W表示做的功大小，qA和qB分别表示A点和B点的电荷量。
综上所述，静电场涉及到电荷、库仑定律、电场强度和电势等重要的知识点。
静电场的概念
静电场的概念静电（Static electricity）是指在物体表面产生的一种电荷分布不均匀的现象。
当物体表面上带有静电时，会形成静电场。
静电场是由物体表面的电荷引起的。
静电场包括了静电力与静电势能等重要的物理量。
在本文中，我们将深入探讨静电场的概念和相关内容。
首先，让我们先了解一下电荷和静电。
电荷是物质的基本属性之一，分为正电荷和负电荷两种。
正电荷和负电荷相互吸引，而同种电荷相互排斥。
当物体上的电荷不平衡时，比如一个物体带有过多的正电荷或负电荷，就会产生静电。
静电是一种非常常见的现象，比如当我们梳头时，梳子与头发之间就会产生静电。
在干燥的天气条件下，我们走在地毯上摩擦，也会产生静电。
另外，当我们握住金属物体时，有时也会感受到一些微弱的电流，这也是静电场的表现。
静电场是由带有电荷的物体所产生的。
通常情况下，电荷越多，静电场就越强。
静电场会对周围的物体产生作用力。
根据库仑定律，两个电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成反比，与电荷的量成正比。
静电力越大，两个物体之间的电荷差越大。
静电场的另一个重要概念是静电势能。
静电力是指物体间的相互作用力，而静电势能是指带有电荷的物体由于相互作用而具有的势能。
静电势能与两个带电物体之间的电荷量和距离成正比。
当电荷间距离较小时，静电势能较大；当电荷之间的距离较远时，静电势能较小。
静电场除了在我们日常生活中产生一些令人不舒服的现象之外，还有许多实际应用。
比如，静电喷涂技术可以用于工业涂装，它比传统喷涂技术更节约材料，更环保。
另外，静电场在电子学、医学和天文学等领域也有广泛的应用。
总结一下，静电场是由带有电荷的物体所产生的，它包括了静电力和静电势能等重要的物理量。
静电场是一种常见的现象，我们在日常生活中经常会遇到。
静电场不仅对周围的物体产生作用力，还有许多实际应用。
通过研究静电场，我们可以更好地理解和应用电荷和电力学的原理。
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电荷连续分布在某一薄层内：当场点与层的距离远大于薄层
厚度 时可忽略厚度而认为电荷分布在一几何曲面上，在曲面上
任意点处取一面元 s，设其带电量 q，引入面电荷密度：
lim e
s0
q s
dq ds
整个面在空间中某点产生的 E
dq e ds
dE
eds
rˆ
4 0 r 2
积分遍及整个带电曲面
E半 径4为Rq0的R2球r0面的d电s 通d量sn
dEE与Edsd方s向相E同cos
ds
0
E
dE Eds
S dE
E ds
S
S
q
4 0R2
ds
S
q
4 0R2
q
4 0R2
4R 2
ds
n
ds
E
+q
R
E
q
0 30
2) 点电荷不位于球面的中心
E
q
当场点与棒的距离远大于棒的粗细时，
可忽略棒的粗细，认为电荷分布在一条几
何线上，并定义电荷线密度 e
lim e
0
q dq l dl
dl 带的电荷 d q e d l
整条棒在空间中某点产生的 E
由
dE
e dl 4 0 r 2
rˆ,
,
E
1 dE
4 0
edl
r2
rˆ
16
2）电荷面分布 :
E
1
e ds rˆ
4 0 r 2
17
3）电荷体分布： 电荷连续分布在某一体积里 在体积上某点取一体积元 V ，设V 带的电量为q ， 引入体电荷密度
lim e
q V 0 V
dq dV
dq edV
dE
e dV
rˆ
4 0 r 2
E
1
4 0
e dV rˆ
r2
积分遍及整个带电区域
18
的定义
13
2、 多个点电荷产生的场强：应服从场强的迭加原理
n
F F1 F2 F3 Fn Fi
i 1
E
F
F1
F2
F3
Fn
q0 q0 q0 q0
q0
E1 E2 E3 En
E
n Ei
i 1
1
4 0
n qi r3
i1 i
ri
14
3、当电荷连续分布：（沿曲线、曲面、体分布）
一个物体转移到另一物体，或从物体的一部分转移到另一部分。
表述2：在一个与外界无电荷交换的系统内进行的任何物理过程中，
电荷的代数和保持不变。 这是一条在一切已发现的宏观过程和微观过程中都普遍遵守的规律。
3
五、点电荷：
1、点电荷是一个理想化模型． 2、看成点电荷的条件：
①带电体之间的距离比它们自身的大小大得多； ②带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略．
eˆ12
F21
SI制 k 8.98755 109 N m2 C2
q1
F21
q1
F21
r12
q2
F12 d
r12 q2
F12
5
1） 真空电容率
说明
k
1
4π 0
（
0
为真空电容率）
0
1 4πk
8.85421012 C2 N1 m2
F12
1
4π 0
q1q2 r122
e12
六、库仑定律 ( Coulomb Law)
1785年，库仑通过扭称实验得到。
1） 文字表述： 在真空中，两个静止点电荷之间的 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
它们的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
4
2）数学表述
F12
k
q1q2 r122
擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷．
➢ 接触起电：不带电的物体跟带电的物体接触时，不
带电的物体与带电物体带同种电荷．
1
➢ 感应起电：导体在靠近某带电体时，导体里的自由电 子受到带电体的作用而发生重新分布，使导体的两端出 现等量异种电荷，这种现象叫做静电感应。由于静电感 应而使导体两端出现的等量异种电荷通常叫做感应电荷。
F F1 F2 F3 Fn Fi
i 1
库仑定律和静电力的叠加原理，原则上可以解决静电学的全 部问题。
7
§ 12.2 电场和电场强度
(Electric Field and Electric Field Strength)
8
9
➢ 检验（试探）电荷：为了判断电场是否存 在可以用一个点电荷q来做个实验。这个电 荷就被叫作检验电荷。检验电荷必须满足以 下两个条件：
三、电荷量子化； 1906-1917年，密立根用液滴法首 先从实验上证明:微小粒子带电量 的变化不连续。
基本电荷量 e 1.6021019 C
物体带电量 Q Ne
说明
当物体带电量较多时，如宏观带电体，电量
可以按连续量处理。
2
四、电荷守恒定律 表述1：在任一物理过程中，电荷既不能产生，也不能消灭，只能从
F21
2）库仑定律遵守牛顿第三定律
3）是基本实验定律，宏观微观皆适用 4）应用时注意点电荷模型
6
七、电场力的叠加原理
设在n个点电荷组成的点电荷系中，引入另一点电
荷q0，实验表明，各个点电荷对q0的作用力是彼 此独立的， q0受到的合力等于各个点电荷单独存 在时对q0所施作用力的矢量和，即：
n
电偶极子场强
19
带电直线场强
20
续16
21
续17
22
带电圆环场强
23
续22
带电圆环场强
24
带电圆盘场强
Байду номын сангаас25
§12-3 高斯定理（Gauss’ theorem）
电通量
26
续28
27
续32
28
续33
续28
29
➢ 利用电场线对高斯定理的说明
1. 点电荷的情况 1) 通过以点电荷为球心,
§12.1 电荷和库仑定律 (coulomb law)
一、两种电荷：
1、自然界只存在两种电荷，即正电荷和负电荷． 2、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引. 3、电荷的多少叫电荷量，简称电荷（或电量）．
单位：库仑（C）．
二、三种起电方式：
➢ 摩擦起电：相互摩擦的物体带等量异种电荷。例如：
用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫做负电荷，用丝绸摩
在一般情况下，可以把一个带电体（宏观上看）所带
的电荷分成许多极小的电荷元dq,每一dq在空间任意点
P产生的场与点电荷的场相同，整个带电体在P点产生
的场为所有电荷元在该点产生的场的矢量和，即：
dE
dq
rˆ
4 0 r 2
E
dE
1
4 0
dq r2
rˆ
15
1）电荷线分布 : 设电荷连续分布在某一细棒上
a)它的线度必须足够小，以致于可以被看作点 电荷，以便来确定场中每点的性质。
b)它的电量要足够小，使得由于它的置入，不 引起原有电场的重新分布。
10
11
12
1、单个点电荷产生的场强： 设有一个点电荷Q位于原点O，在任意点P（场点）OP＝r
F
Qq 0
rˆ
E
4
F
q0
0
r2
4
Q
r
2
rˆ
由
E