第一章靜電場
一、電荷及其守恆定律:
要點綜述
1. 兩種電荷：
自然界只存在兩種電荷，即正電荷和負電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷；用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是負電荷.同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引.
2.起電的三種方法：摩擦起電、感應起電、 接觸起電.
①摩擦起電是由於相互摩擦的物體間的電子的得失而使物體分別帶上等量異種電荷.玻璃棒與絲綢摩擦時，由於玻璃棒容易失去電子而帶正電；硬橡膠棒與毛皮摩擦時，由於硬橡膠棒容易得到電子而帶負電.
②感應起電是指利用靜電感應使物體帶電的方式.例如圖1-1所示，將導體a、b接觸後去靠近帶電體c，由於靜電感應，導體a、b上分別帶上等量異種電荷，這時先把a、b分開，然後移去c，則a和b兩導體上分別帶上了等量異種電荷，如圖1-2所示.
靜電感應：當乙個帶電體靠近導體時，由於電荷間相互吸引或相互排斥，導體中的自由的電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷。
③接觸帶電，指乙個不帶電的金屬導體跟另乙個帶電的金屬導體接觸後分開，而使不帶電的導體帶上電荷的方式.例如，將乙個帶電的金屬小球跟另乙個完全相同的不帶電的金屬小球接觸後分開，它們平分了原來的帶電量而帶上等量同種電荷.
3.電荷守恆定律：電荷既不能創造也不能消失，只能從乙個物體轉移到另乙個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分.
從物體帶電的各種方式不難看出，它們都不是創造了電荷，只是電荷從乙個物體轉移到了另乙個物體，或者從物體的一部分轉移到了物體的另一部分.
摩擦起電、感應起電和電荷中和現象的本質都只是電荷的轉移.
4.物體帶電的實質：物質是由原子組成的，原子是由帶正電的原子核和帶負電的核外電子組成的.物體失去電子則帶正電，得到電子則帶負電。物體帶電的實質就是電子的得失.
5.電量、元電荷
電荷的多少叫電量，電量的國際單位是庫侖（c）
電量為1.6×10-19c的電荷叫元電荷，也叫基本電荷.自然界的物體所帶電量都是元電荷電量的整數倍.
二、庫侖定律
要點綜述
1.庫侖定律（法、庫侖、2023年）
⑴．內容：在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。
點電荷：物理學把本身的線比相互間的距離小得多的帶電體叫點電荷。點電荷是乙個理想化模型，它是乙個沒有形狀和大小而只帶電荷的物體，它是乙個相對的概念（具體問題具體分析）。
⑵．數學表示式： 靜電力常量ｋ＝9.0×109n·m2/c2
公式中的r為二點電荷之間的距離，靜電力（庫侖力）的方向在二點電荷的連線上.對於一般的帶電體，可以利用向量疊加的方法，把帶電體看成是由許多點電荷組成的，根據帶電體上的電荷分布，利用庫侖定律可以求靜電力的大小和方向.
⑶.研究微觀帶電粒子間相互作用時，萬有引力可以忽略不計.
2. 應用庫侖定律解題時注意事項：
⑴.注意庫侖定律的適用條件.公式僅適用於真空中的兩個點電荷間的相互作用.
在理解庫侖定律時，常有人根據公式設想當ｒ→0時，得出庫侖力ｆ→∞結論.從數學的角度分析這是必然的結論；但從物理學的角度分析，這一結論是錯誤的.錯誤的原因是，當ｒ→0時，兩電荷已失去了點電荷的前提條件，何況實際電荷都有一定大小，根本不會出現r=0的情況.
也就是說，在ｒ→0時，電荷已不能再看成是點電荷，所以違背了庫侖定律的適用條件，不能再運用庫侖定律計算兩電荷間的相互作用力.
⑵.應注意將計算庫侖力的大小與判斷庫侖力的方向二者分別進行，即應用公式計算庫侖力大小時，不必將表示電荷q1、ｑ2的帶電性質的符號代入公式中，只將其電量絕對值代入公式中，從而計算出力的大小；庫侖力的方向再依據同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。.
⑶.應注意統一單位，因為靜電力常量ｋ＝9.0×109 n·ｍ2／ｃ2是在si中的數值.
⑷.庫侖力同樣具有力的共性.例如，兩個靜止的點電荷之間的相互作用力遵守牛頓第三定律——大小相等、方向相反，並且在一條直線上；不能認為電量大的點電荷所受的（施加的）庫侖力大於電量小的點電荷施加的（受到的）庫侖力.
⑸.庫侖力滿足力的獨立作用原理，兩個點電荷之間的相互作用與其它電荷存在與否無關。若考慮乙個點電荷受到幾個點電荷的作用時，由於力是向量，應用向量合成法則求出合力。
三、電場強度
要點綜述
1．電場強度
電場的最基本性質之一，利用電場具有對放在其中的電荷具有電場力的特徵，通過分析放在電場中的檢驗電荷受到的電場力來研究或描述電場的強弱.
⑴在電場中放入乙個試探電荷q，它所受到的電場力f和q的比值叫做該點的電場強度。
⑵定義式：e=f/q, 單位：牛/庫（n/c）或伏/公尺（v/m）
⑶方向：場強是向量，規定正電荷受電場力的方向為該點場強的方向，那麼負電荷受電場力的方向與該點場強的方向相反。
⑷要正確理解場強的定義式e=f/q，電場強度e的大小、方向是由電場本身決定的，是客觀存在的，與放不放試探電荷、以及放入的試探電荷的正負、電量多少均無關。既不能認為e與f成正比，也不能認為f與q成反比。
⑸正負點電荷q在真空中形成的電場是非勻強電場，場強的計算公式為e=k
⑹場強的定義式e=與點電荷場強的計算式，前者適用於任何電場，而後者只適用於真空（或空氣）中點電荷形成的電場（注意二者適用範圍）。
2.電場線
⑴了直觀形象的描述電場中各點的強弱及方向,在電場中畫出一系列曲線，曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向，曲線的疏密表示電場的強弱，這些曲線就是電場線。
⑵場線的特點：始於正電荷（或無窮遠），終於負電荷（或無窮遠）；任意兩條電場線都不相交。
⑶種典型電場的電場線分布：孤立正、負點電荷；等量異種點電荷；等量同種點電荷,勻強電場.
勻強電場：場強方向處處相同，場強大小處處相等的區域稱為勻強電場，勻強電場中的電場線是等距的平行線。平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷後，在兩板之間除邊緣外就是勻強電場.
⑷場線描述電場的方向和定性的描述電場的強弱，並不是帶電粒子在電場中的運動軌跡。帶電粒子在電場中的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度情況來決定。
（5）注意幾種常見電場，等量異種電荷（點電荷中間連線的中垂線是零等勢面），等量同種電荷同樣注意中垂線。
四、電勢能和電勢
要點綜述
1.電勢能
電場具有能的性質,研究電場能的性質的方法類似於重力勢能.
⑴.由電荷和電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能.
⑵.電勢能具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能的零點.
⑶.由於電勢能具有相對性，所以實際的應用意義並不大，而經常應用的是電勢能的變化.
在電場中移動電荷電場力要做功，電荷的電勢能要發生變化.
電場力做功的特點：只與初、末位置有關,和路徑無關.
2．電勢φ（標量）
電勢是描述電場能的性質物理量.
⑴.在電場中某位置放乙個檢驗電荷q，若它具有的電勢能為ep，則比值ep/q叫做該位置的電勢。
⑵.電勢也具有相對性，通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢（對同乙個電場，電勢能及電勢的零點擊取是一致的），這樣選取零電勢點之後，可以得出正點電荷形成的電場中各點的電勢為正值，負點電荷形成的電場中各點的電勢均為負值。電場中某點的電勢，數值上等於單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時電場力所做的功。
（3）比較電荷在電場中某兩點電勢能大小的方法：
a.做功判斷法
無論正負電荷，電場力做正功，電勢能就減小，電場力做負功，電勢能就增大。
b.電場線法
正電荷順著電場線的方向移動時，電勢能就逐漸減小，反之增大，負電荷順著電場線移動時，電勢能逐漸增大反之減小。
c．有電勢能公式
d場源電荷判斷法
離正電荷場源越近，試探正電荷的電勢能越大，反之相反。負電荷正與此相反。
e．能量守恆法
（4）電勢高低的判斷
a．電場線法
沿電場線方向，電勢越來越低。
b．場源電荷判斷法
離場源正電荷越近的點，電勢越高；離場源負電荷越近的點，電勢越低。
c．做功判斷法
靜電力對正電荷做正功，電荷從高電勢向低電勢移動，靜電力對負電荷做正功，電荷從低電勢向高電勢移動。
3.電勢相等的點組成的面叫等勢面。
⑴.點電荷、等量異種點電荷、等量同種點電荷、一般帶電體、勻強電場中等勢面的分布情況.
⑵.等勢面的特點：
①等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功。
②.等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢教高的等勢面指向電勢較低的等勢面。
③.規定：畫等勢面（線）時，相鄰兩等勢面（線）間的電勢差相等。
④.等勢面（線）密處場強大，等勢面（線）疏處場強小。
五、電勢差
要點綜述
1.電勢差：電場中兩點的電勢之差叫電勢差.
（1）知道了電勢差的絕對值，要比較哪個點的電勢高，需根據電場力對電荷做功的正負判斷，或者是由這兩點在電場線上的位置判斷.
（2）電場力對電荷做功的計算公式：w=qu（u為電勢差）,此公式適用於任何電場.
電場力對電荷做功與路徑無關，由起始和終了位置的電勢差和電荷所帶電量決定,計算時，三個量可均取絕對值，計算出功的數值之後，再根據電場力的方向與電荷移動位移方向間的夾角確定是電場力做正功，還是克服電場力做功；當然也可以三個量都帶入符號計算，寫為wab=quab，算出為正值，即電場力做正功，算出為負值，即克服電場力做功，在比較a、b兩點電勢高低時更為方便，先計算uab=wab/q，若uab > 0，則φa > φb；若uab < 0，則φa < φb.
2常見的求功的方法（重點）
六、電勢差與電場強度的關係
要點綜述
1.在勻強電場中電勢差與場強的關係是u=ed或e=u/d，公式中的d是沿場強方向上的距離。
1.關係式ｕ＝ｅｄ的應用要同時滿足兩個條件：⑴勻強電場；⑵ｄ是沿場強方向的距離。
若題中給出的a、b兩點間的距離不是沿場強方向，則要找到其沿場強方向的投影長度，即a、b所在的兩等勢面間的距離。
2.由ｅ＝ｕ/ｄ可以得到電場強度e的物理意義的另一種表述：電場強度e的方向是電勢降低最快的方向，電場強度e的大小描述沿電場線方向電勢降低的快慢。
第一章 靜電場
第1章 靜電場 一 起電的三種方式 1 關於摩擦起電現象，下列說法正確的是 a 摩擦起電現象使本來沒有電子和質子的物體中產生電子和質子 b 兩種不同材料的絕緣體互相摩擦後，同時帶上等量異種電荷 c 摩擦起電，可能是因為摩擦導致質子從乙個物體轉移到了另乙個物體而形成的 d 絲綢摩擦玻璃棒時，電子從玻璃...
第一章靜電場章節複習總結
一 電場基本規律 1 電荷守恆定律 電荷既不會創生，也不會消滅，它只能從乙個物體轉移到另乙個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移過程中，電荷的總量保持不變。1 三種帶電方式 摩擦起電，感應起電，接觸起電。2 元電荷 最小的帶電單元，任何帶電體的帶電量都是元電荷的整數倍，e 1.6 10 1...
第一章 靜電場知識點
高二物理選修3 1第一章 靜電場知識總結 一 基本公式 備註 q 場源電荷 q 試探電荷 k 靜電力常量 相對介電常數 二 帶電粒子在電場中的運動 1 平衡問題 靜止或勻速直線運動 mg eq 電場力與重力的平衡 2 帶電粒子在電場中的加速問題 e v0 不計重力 3 帶電粒子在電場中的偏轉問題 e...