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笔记六 电磁学笔记
第一节 静电场
1.三种起电方式:摩擦起电-掠夺式、接触起电-均分式、感应起电-本能式
2.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
3.库仑定律: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。
表达式:
2
21
r
QkQF (k=9.0×10
9N•m2/C2,静电力常量)
4.电场的基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用。
5.电场线: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。
6.电场线特点:
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。
③沿电场线电势降低,且电势降低最快。一条电场线无法判断场强大小,可以判断电势高低。
④电场线垂直于等势面,静电平衡导体,电场线垂直于导体表面
7.几种特殊的电场线:各点的切线方向反映场强的方向,疏密程度反映场强的大小。
8.电场强度:E F
q
(定义式、计算式),E与 F、q无关,只由电场本身决定,电场强度是矢量(电场的
叠加原理,遵循平行四边形法则),方向为正电荷受力方向,负电荷受力与 E 方向相反。
9.真空点(源)电荷形成的电场
2r
kQE
r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量
10.匀强电场的场强
d
UE (d沿电场方向等势面间距离)
11.电场力:F=qE (F:电场力,q:受到电场力的电荷的电量,E:电场强度)
12.电势: q
Ep
(带符号计算)
13.电势特点:
①电势具有相对性,相对参考点而言。但电势之差与参考点的选择无关。
②电势是一个标量,但它有正负,正负只表示该点电势比参考点电势高,还是低。
③电势的大小由电场本身决定,与 Ep 和 q 无关。
④电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。
14.电势高低的判断方法
○1 根据电场线判断:沿着电场线方向电势降低。φA>φB
○2 根据电势能判断:
正电荷:电势能大,电势高;电势能小,电势低。
负电荷:电势能大,电势低;电势能小,电势高。
E
A B
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15.电势与电势差: BAABU ,
q
E
q
WU pABAB
16.电场力做功(与路径无关):WAB=qUAB=Eqd (WAB:带电体由 A 到 B 时电场力所做的功,UAB:电场中 A、B
两点间的电势差 d:两点沿场强方向的距离)
无条件结论:电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加
17.电势能:EA=qφA ;电势能的变化ΔEAB=EB-EA
18.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
19.等势面:电势相等的点构成的面
20.等势面特点:
①等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷,电场力不做功;②等势面与电场线垂直;③两等势面不
相交;④等势面的密集程度表示场强的大小(疏弱密强);⑤画等势面时,相邻等势面间的电势差相等。
21.判断非匀强电场线上两点间的电势差的大小:靠近场源(场强大)的两点间的电势差大于远离场源(场
强小)相等距离两点间的电势差。
22.重力场与电场的比较
重力场 电场
力 重力 mg 电场力 qE
势 高度 h 电势
势差
高度差 BA hh 电势差 ABBA U
势能
重力势能 mghEp
重力势能是物体与地球共有的
电势能 q
电势能是电荷与电场共有的
势能
的变
化
重力势能的变化
)( BAp hhmgE
电势能的变化
ABBA qUq )(
匀强电场中 qEdqU AB EdU AB
做功
的特
点
重力做功与路径无关,只与始末位
置有关
电场力做功与路径无关,只与始末位置有
关
做功
与势
能变
化的
关系
重力做功重力势能减少,克服重力
做功重力势能增加
pEW
电场力做功电势能减少,克服电场力做功
电势能增加 W
匀强电场中 qEdqU AB EdU AB
零点
选取
一般选地面为重力势能的零点 一般选接地或无穷远为电势能的零点
23.静电平衡状态:导体内不再有电荷定向移动的稳定状态
特点:
①处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零;
②感应电荷在导体内任何位置产生的电场都等于外电场在该处场强大小相等,方向相反;
③处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体表面是个等势面;
A B C 若 AB=BC,则 UAB>UBC
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S
A
B
L C
④电荷只分布在导体的外表面,与导体表面的弯曲程度有关,越弯曲,电荷分布越多。
24.电容