大學物理靜電場知識點總結

1、大學物理靜電場知識點總結1. 電荷的基本特征：（1）分類：正電荷（同質子所帶電荷），負電荷（同電子所帶電荷）（2）量子化特性（3）是相對論性不變量（4）微觀粒子所帶電荷總是存在一種對稱性2 電荷守恒定律 ：一個與外界沒有電荷交換的孤立系統(tǒng)，無論發(fā)生什么變化，整個系統(tǒng)的電荷總量必定保持不變。3點電荷：點電荷是一個宏觀范圍的理想模型，在可忽略帶電體自身的線度時才成立。4庫侖定律： 表示了兩個電荷之間的靜電相互作用，是電磁學的基本定律之一，是表示真空中兩個靜止的點電荷之間相互作用的規(guī)律 5 電場強度 ：是描述電場狀況的最基本的物理量之一，反映了電場的基 6 電場強度的計算：（1）單個點電荷產生的電場

2、強度，可直接利用庫侖定律和電場強度的定義來求得（2）帶電體產生的電場強度，可以根據電場的疊加原理來求解 （3）具有一定對稱性的帶電體所產生的電場強度，可以根據高斯定理來求解（4）根據電荷的分布求電勢，然后通過電勢與電場強度的關系求得電場強度7電場線： 是一些虛構線，引入其目的是為了直觀形象地表示電場強度的分布 （1）電場線是這樣的線：a曲線上每點的切線方向與該點的電場強度方向一致b曲線分布的疏密對應著電場強度的強弱，即越密越強，越疏越弱。 （2）電場線的性質：a起于正電荷（或無窮遠），止于負電荷（或無窮遠）。b不閉合，也不在沒電荷的地方中斷。c兩條電場線在沒有電荷的地方不會相交8 電通量： （

3、1）電通量是一個抽象的概念，如果把它與電場線聯系起來，可以把曲面S的電通量理解為穿過曲面的電場線的條數。（2）電通量是標量，有正負之分。9 高斯定理： （1）定理中的是由空間所有的電荷（包括高斯面內和面外的電荷）共同產生。（2）任何閉合曲面S 的電通量只決定于該閉合曲面所包圍的電荷，而與S以外的電荷無關10 靜電場屬于保守力：靜電場屬于保守力的充分必要條件是，電荷在電場中移動，電場力所做的功只與該電荷的始末位置有關，而與其經歷的路徑無關。由此可得11 電勢能、電勢差和電勢：（1）電勢能：試探電荷在電場強度為 的電場中的P和Q兩點的電勢能差： （2）電勢差和電勢：a上面P點與Q點的電勢差可以表示

4、為 對應于把電荷從P點移到Q點電勢的降低，地勢的降低稱為電勢降落，也就是經常使用的電壓的概念。 b電勢差具有絕對意義，完全有電場自身的性質所決定，而電場中一點的電勢只有相對意義，即相對于電勢零點而言的。理論上，若電荷分布在有限空間內，可選擇無限遠處為電勢零點。則電場中任一點P的電勢可以表示為 12 等勢面：（1）電場中電勢相等的點連成的曲面，就是等勢面。它形象地表示了電場中電勢的分布。 （2）等勢面的性質：a電荷沿等勢面移動，電場力不作功； b等勢面與電場線處處正交。13 電勢與電場強度的關系： 和 上式的負號說明電場強度與電勢梯度的方向相反。14金屬導體的靜電平衡： 導體中自由電荷沒有定向運

5、動的狀態(tài)，稱為靜電平衡。此時導體具有下列性質：（1） 整個導體是等勢體，導體的表面是等勢面（2） 導體表面附近的電場強度處處與表面垂直（3） 導體內部不存在凈電荷，所有過剩電荷都分布在導體表面上15 導體表面的電荷和電場： （1）對于孤立導體，表面凸出且曲率較大處，電荷密度較大；表面平坦處電荷面密度較??；表面凹進處，電荷面密度更小，甚至為零。 （2）導體表面附近的電場強度與該處面電荷密度有關。16 導體空腔： 導體空腔有如下性質： （1）若空腔內無電荷，則空腔表面上不存在凈電荷，所有凈電荷只分布在外表面；若腔內放置電荷，則腔內表面上存在與腔內電荷等量異號的凈電荷； （2）若腔內無電荷，則腔內無

6、電場；若腔內放置電荷，并將空腔導體接地，則腔外空間不受腔內電場的影響。17 導體靜電平衡性質的應用： （1）尖端放電現象的物理實質：是尖端處的強電場致使附近的空氣分子電離，電離所產生的帶電粒子在電場的作用下急劇運動和相互碰撞，碰撞又使更多的空氣分子電離。 （2）靜電屏蔽： 使導體空腔內部空間不受腔外電荷和電場的影響，或將導體空腔接地，使腔外空間免受腔內電荷電場影響。18 電容和電容的計算： (1) 孤立導體的電容 (2) 電容器 (3) 電容的計算： a先假設兩個極板分別帶有+Q和-Q的電量，計算極板間電場強度的分布，在一般情況下都可以計算高斯定理計算； b根據極板間電場強度的分布，求出兩極板

7、的電勢差 c將極板電量和兩極板電勢差帶入電容器電容的定義式，計算電容。19 電介質的極化： 電介質的表面或體內出現宏觀電荷的現象（1） 各向同性的電介質中，極化強度與電場強度之間有 （2） 極化電荷與自由電荷的區(qū)別： 由于電介質極化而出現在電介質表面上的宏觀電荷，就是極化電荷；在外電場的作用下可以自由運動的宏觀電荷，稱為自由電荷a 極化電荷是束縛電荷的宏觀表現，是束縛在晶格上的分子中的電子作微小位移，或整個分子作微小旋轉所引起的，他的活動范圍不能超出分子的線度；而自由電荷是由于原子或分子的電離或金屬中的自由電子重新分布引起的，它的活動范圍是整個物體，也可以在不同物體之間；b 極化電荷不能轉移到其它物體，而自由電荷可以；c 極化電荷可以吸附導體中的自由電荷，但不能被中和，而自由電荷可以被中和。20 極化強度與極化電荷的關系： （1）極化強度與極化電荷面密度的關系為 （2）極化強度和極化電荷的關系 對于各向同性的電介質，有 ，此處等于外加電場與極化電荷產生的附加電場強度的矢量和。21 電介質存在時的高斯定理： 其中電位移矢量： 此式只適用于各向同性的電介質。22 邊界條件： （1）用高