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1、大字物理静电场知识点总结1. 电荷的基本特征：（1）分类：正电荷（同质子所带电荷），负电荷 （同电子所带电荷）（2）量子化特性（3）是相对论性不变量（4） 微观粒子所带电荷总是存在一种对称性2. 电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的孤立系统，无论发生 什么变化，整个系统的电荷总量必定保持不变。3. 点电荷：点电荷是一个宏观X围的理想模型，在可忽略带电体自 身的线度时才成立。4. 库仑定律：表示了两个电荷之间的静电相互作用，是电磁学的基 本定律之一，是表示真空中两个静止的点电荷之间相互作用的规律F = 1 丝 r124 双 r 3120125. 电场强度：是描述电场状况的最基本的物理量之一，反
2、映了电场 . F的基E = 一q 0A A6. 电场强度的计算：（1）单个点电荷产生的电场强度，可直接利用库仑定律和电场强度 的定义来求得（2）带电体产生的电吊强度，可以根据电吊的叠加原理来求解E =1 S_rE =1 j Lr4 K8 . r.3 i4 K8 r 3（3）具有一定对称性的带电体所产生的电场强度，可以根据高斯定理来求解（4）根据电荷的分布求电势，然后通过电势与电场强度的关系求得 电场强度7. 电场线：是一些虚构线，弓I入其目的是为了直观形象地表示电场 强度的分布（1）电场线是这样的线：a.曲线上每点的切线方向与该点的电场强 度方向一致b.曲线分布的疏密对应着电场强度的强弱，即越
3、密越强，越疏越 弱。（2）电场线的性质：a.起于正电荷（或无穷远），止于负电荷（或 无穷远）。b.不闭合，也不在波电荷的地方中断。c.两条电场线在 没有电荷的地方不会相交8. 电通量： = U E - dS（1）电通量是一个抽象的概念，如果把它与电场线联系起来，可以 把曲面S的电通量理解为穿过曲面的电场线的条数。（2 ）电通量是 标量，有正负之分。9高斯定理：jj E dS = X Z q s0（ S 里）1（1）定理中的弋是由空间所有的电荷（包括高斯面内和面外的电荷）共同产生。（2 ）任何闭合曲面S的电通量只决定于该团合曲面所包围的电荷，而与S以外的电荷无关10. 静电场属于保守力：静电场属
4、于保守力的充分必要条件是，电荷在电场中移动，电场力所做的功只与该电荷的始末位置有关，而与其经历的路径无关。由此可得f E - dl = 011. 电势能、电势差和电势：O 一(1) 电势能：试探电荷I。在电场强度为E的电场中的P和Q两点的 电势能差：W - W = fQqE dl一P Q P 0(2) 电势差和电势：a .上矿P点与Q点的电势差可以表示为V - V = Wp - Wq = fQ E dlP Q qp0对应于把电荷从？点移到Q点电势的降低，地势的降低称为电势降落， j也就是经常使用的电压的概念。b.电势差具有绝对意义，完全有电场自身的性质所决定，而电 场中一点的电势只有相对意义，
5、即相I对于电势零点而言的。理 论上，若电荷分布在有限空间内，可选择无限远处为电势零点。 则电场中任一,P的电势可以表示为V = V 一 V =E dl12. 等势面：(1)电场中电势相等的点连成的曲面，就是等势面。它形象地表示 了电场中电势的分布。(2)等势面的性质：a.电荷沿等势面移动，电场力不作功；b.等势面与电场线处处正交。13. 电势与电场强度的关系:E丝和E = (i丝+足+ k当=-V Vld ld xdydz上式的负号说明电场强度与电势梯度的方向相反。14. 金属导体的静电平衡：导体中自由电荷没有定向运动的状态，称为静电平衡。此时导体具有 下列性质：(1) 整个导体是等势体，导体
6、的表面是等势面(2) 导体表面附近的电场强度处处与表面垂直(3) 导体内部不存在净电荷，所有过剩电荷都分布在导体表面上15. 导体表面的电荷和电场：(1) 对于孤立导体，表面凸出且曲率较大处，电荷密度较大；表面平坦处电荷面密度较小；表面四进处，电荷面密度更小，甚 至为零。(2) 导体表面附近的电场强度与该处面电荷密度有关。16. 导体空腔：导体空腔有如下性质：(1) 若空腔内无电荷，则空腔表面上不存在净电荷，所有净电荷只分布在外表面；若腔内放置电荷，则腔内表面上存在与腔 内电荷等量异号的净电荷；(2) 若腔内无电荷，则腔内无电场；若腔内成置电荷，并将空腔导体接地，则腔外空间不受腔内电场的影响。
7、17. 导体静电平衡性质的应用:(1)尖端放电现象的物理实质：是尖端处的强电场致使附近的空气 分子电离，电离所产生的带电粒子在电场的作用下急剧运动 和相互碰撞，碰撞又使更多的空气分子电离。(2)静电屏蔽：使导体空腔内部空间不受腔外电荷和电场的影响， 或将导体空腔接地，使腔外空间免受腔内电荷电场影响。18. 电容和电容的计算： (1)孤立导体的电容C = Q(2) 电容器C = -Ra-A B(3) 电容的计算：a先假设两个极板分别带有+。和-Q的电量，计算极板间电场 强度的分布，在一般情况下都可以计算高斯定理计算； 根据极板间电场强度的分布，求出两极板的电势差c.将极板电量和两极机电势差带入电
8、容器电容的定义式，计 算电容。19. 电介质的极化：电介质的表面或休内出现宏观电荷的现象(1)各向同任的电介质中，极化强度p与电场强度e之间有(2)极化电荷与自由电荷的区别：由于电介质极化而出现在电介质表面上的宏观电荷，就是极化电荷；在外电场的作用下可以 自由运动的宏观电荷，称为自由电荷a.极化电荷是束缚电荷的宏观表现，是束缚在晶格上的分子 中的电子作微小位移，或整个分子作微小旋转所弓I起的，他的活动乂围不能超出分子的线度；而自由电荷是由于原子或 分子的电离成金属中的自由电子重新分布引起的，它的活动 乂围是整个物体，也可以在不同物体之间；b.极化电荷不能转移到其它物体，而自由电荷可以;c.极化
9、电荷可以吸附导体中的自由电荷，但不能被中和，而 自由电荷可以被中和。(1) 极化强度P与极化电荷面密度的关系为L = p = Pn(2) 极化强度和极化电荷的关系JJ p . dS = -Z q，SS里1对于各向同性的电介质，有P，此处E等于外加电场E0与极化20. 极化强度与极化电荷的关系:eC)电荷产生的附加电,强度E，的矢量和。21.电介质存在时的高斯定理：JJ p . dS =罢qS1其中电位移矢量D : D = E + P =石(1 + )E = E = E 00e0 r此式只适用于各向同性的电介质。22.fi界条件:(1) 用高斯定理可以得到在两种电介质的界面附近电位移矢量的法 向分量连续，即d =D(2) 用静电场的环路定理可以得到在两种电介质的界面附近电场强 度矢量的切向分量连续，即E =E10.静电能量：(1)电容器的储能w = 2QU = 2CU2 =2牛(2)电场能量密度气和电场能量七的一般表示W 项j wdT = 1 jjj D EdTe T e 2 T
