高二物理电场知识点整理Word文件下载.docx
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极大值问题：
在r和两带电体电量和一定的情况下，当Q1=Q2时，有F最大值。
3．适用条件：
（1）真空中；
（2）点电荷．
点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略
1
不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：
对质量均匀分布的
球，无论两球相距多近，r都等于球心距；
而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能
再用球心距代替r）。
点电荷很相似于我们力学中的质点．
注意：
①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律
②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同性相排斥，异性相吸引”的规律定
性判定。
计算方法：
①带正负计算，为正表示斥力；
为负表示引力。
②一般电荷用绝对值计算，方向由电性异、同判断。
三个自由点电荷平衡问题，静电场的典型问题，它们均处于平衡状态时的规律。
①“三点共线，两同夹异，两大夹小”
②中间电荷靠近另两个中电量较小的。
③中间点电荷的平衡求间距，两边之一平衡求中间点电荷的电量，关系式为或
④q1、q3固定时，q2的平衡位置具有唯一性，且与q2的电量多少，电性正负无关。
三、电场：
1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。
电场：
只要电荷存在它周围就存在电场，电场是客观存在的，它具有力和能的特性。
力（电场强度）；
能（磁通量）
若电荷不动周围的是静电场，若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场，
2、电场的基本性质-------①是对放入其中的电荷有力的作用。
②能使放入电场中的导体产生静电感应
现象
3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。
四、电场强度（E）——描述电场力特性的物理量。
（矢量）
1．定义：
放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示
该处电场的强弱
2
2．求E的规律及方法（有如下5种）：
①E＝（定义普遍适用）单位是：
N/C或V/m；
“描述自身的物理量”统统不能说×
×
正此，×
×
反
比（下同）
②（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷）
③（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离）
④电场的矢量叠加：
当存在几个场源时，某处的合场强=各个场源单独存在时在此处产生场强的矢
量和
⑤利用对称性求解。
3．方向：
①与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；
②电场线的切线方向是该点场强的方向；
③场强的方向与该处等势面的方向垂直．平行板电容器边缘除外。
4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使
不放入检验电荷，
该处的场强大小方向仍不变。
检验电荷q充当“测量工具”的作用．
某点的E取决于电场本身,（即场源及这点的位置,）与q检的正负,电何量q检和受到的电场力F无关.
这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定.与放入该处物体的质量无关,即使不放
入物体,该处的重力加速度仍为一个定值．
5、电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则．（平行四边形法则和三角形法则）
6、电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小
与方向则跟放入的检验电荷有关，
五、电场线：
定义：
在电场中为了形象的描绘电场而人为想象出或假想的曲线[描述E的强弱（疏密）和方向]。
电场
线实际上并不存．
但E又是客观存在的，电场线是人为引入的研究工具。
电场线是人为引进的，实际上是不存在的；
3
法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场或磁场。
①切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．
②静电场电场线有始有终：
始于“+，”终止于“-”或无穷远，
从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．
③疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．越密，则E越强
④匀强电场的电场线平行且等间距直线表示．（平行板电容器间的电场，边缘除外）
⑤没有画出电场线的地方不一定没有电场．
⑥沿着电场线方向，电势越来越低．但E不一定减小；
沿E方向电势降低最快的方向。
⑦电场线⊥等势面．电场线由高等势面批向低等势面.
⑧静电场的电场线不相交,不终断,不成闭合曲线。
但变化的电场的电场线是闭合的。
⑨电场线不是电荷运动的轨迹．也不能确定电荷的速度方向。
除非三个条件同时满足：
①电场线为直线，②v0=0或v0方向与E方向平行。
③仅受电场力作用。
六、熟记几种典型电场的电场线特点：
（重点）
匀强电场、点电荷与带电平板、等量异种点电荷的电场、等量同种点电荷的电场、孤立点电荷周围
的电场
①孤立点电荷周围的电场；
②等量异种点电荷的电场（连线和中垂线上的电场特点）；
③等量同种点电
荷的电场（连线和中垂线上的电场特点）；
④匀强电场；
⑤点电荷与带电平板；
⑥具有某种对称性的电
场；
⑦均匀辐射状的电场⑧周期性变化的电场。
电场能的性质（电势）
一、电势差U（是指两点间的）
①定义：
电场中两点间移动检验电荷q（从A→B），电场力做的功WAB跟其电量q的比值叫做这两
点间的电势差，UAB=WAB/q是标量．UAB的正负只表示两点电势谁高谁低。
UAB为正表示A点的
电势高于B点的电势。
②数值上=单位正电荷从A→B过程中电场力所做的功。
4
③等于A、B的电势之差,即UAB=φA－φB
④在匀强电场中UAB=EdE（dE表示沿电场方向上的距离）
意义：
反映电场本身性质，取决于电场两点，与移动的电荷无关，与零电势的选取无关，
电势差对应静电力做功，电能其它形式的能。
电动势对应非静电力做功电能其它形式的能
点评：
电势差很类似于重力场中的高度差．物体从重力场中的一点移到另一点，重力做的功跟其重
量的比值叫做这两点的高度差h＝W/G．
二、电势（是指某点的）描述电场能性质的物理量。
必须先选一个零势点，（具有相对性）相对零势点而言，常选无穷远或大地作为零电势。
正点电荷产生的电场中各点的电势为正，负点电荷产生的电场中各点的电势为负。
某点相对零电势的电势差叫做该点的电势，是标量．
②在数值上=单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.
特点：
⑴标量：
有正负，无方向，只表示相对零势点比较的结果。
⑵电场中某点的电势由电场本身因素决定，与检验电荷无关。
与零势点的选取有关。
⑶沿电场线方向电势降低，逆。
。
。
（但场强不一定减小）。
沿E方向电势降得最快。
⑷当存在几个场源时，某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。
电势高低的判断方法：
1根据电场线的方向判断；
2电场力做功判断；
3电势能变化判断。
类似于重力场中的高度．某点相对参考面的高度差为该点的高度．
注意：
（1）高度是相对的．与参考面的选取有关，而高度差是绝对的与参考面的选取无关．同样电势
是相对的与零电势的选取有关，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关．
（2）一般选取无限远处或大地的电势为零．当零电势选定以后，电场中各点的电势为定值．
（3）电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=φA－φB,沿电场线方向电势降低.
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三、电势能E
1概念：
由电荷及电荷在电场中的相对位置决定的能量，叫电荷的电势能。
电势能具有相对性，与零参考点的选取有关（通常选地面或∞远为电势能零点）
特别指出：
电势能实际应用不大，常实际应用的是电势能的变化。
电荷在电场中某点的电势能=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做的功。
E=qφA→0
四、电场力做功与电势能
1．电势能：
电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能．电势能是电荷与所在电场所共有的。
2．电势能的变化：
电场力做正功电势能减少；
电场力做负功电势能增加．
重力势能变化：
重力做正功重力势能减少；
重力做负功重力势能增加．
电场力做功：
由电荷的正负和移动的方向去判断（4种情况）功的正负电势能的变化（重点和
难点知识）
正、负电荷沿电场方向和逆电场方向的4种情况。
（上课时一定要搞清楚的，否则对以后的学习带
来困难）
电场力做功过程就是电势能与其它形式能转化的过程（电势差），做功的数值就是能量转化的多少。
W=FSCOS（匀强电场）W=qEd（d为沿场强方向上的距离）
W=qU=-△Ep，U为电势差，q为电量．
重力做功：
W＝Gh，h为高度差，G为重量．
电场力做功跟路径无关，是由初末位置的电势差与电量决定
重力做功跟路径无关，是由初末位置的高度差与重量决定．
四、等势面、线、体
1．电场中电势相等的点所组成的面为等势面．
2．特点
（1）各点电势相等，等势面上任意两点间的电势差为零，
在特势面上移动电荷（不论方式如何,只要起终点在同一等势面上）电场力不做功
6
电场力做功为零，路径不一定沿等势面运动，但起点、终点一定在同一等势面上。
（2）画法规定：
相领等势面间的电势差相等等差等势面的蔬密可表示电场的强弱．
（3）处于静电平衡状态的导体：
整个导体是一个等势体，其表面为等势面．E内=0，任两点间UAB=0
越靠近导体表面等势面越密，形状越与导体形状相似，等势面越密电场强度越大，曲率半径越
小（越尖）的地方，等势面（电场线）都越密,这就可解释尖端放电现象，如避雷针。
（4）匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相
等，越向外距离越大．
（5）等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等．
（6）电场线⊥等势面，且由电势高的面指向电势低的面，没电场线方向电势降低。
（7）两个等势面永不相交．
规律方法1、一组概念的理解与应用
电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理，，它们之间有十分密切的联系，但也有很大
区别，解题中一定注意区分，现列表进行比较
（1）电势与电势能比较：
电势φ电势能ε
1反映电场能的性质的物理量荷在电场中某点时所具有的电势能
电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共
2电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场
本身有关，跟点电荷无关同决定的
3电势差却是指电场中两点间的电势之差，
电势能差Δε是指点电荷在电场中两点间的
ΔU=φA－φB，取φB=0时，φA=ΔU
电势能之差Δε=Aε－εB=W，取εB=0时，εA=Δε
正点荷（十q）：
电势能的正负跟电势的正负
4电势沿电场线逐渐降低，取定零电势点
后，某点的电势高于零者，为正值．某点相同
的电势低于零者，为负值
负电荷（一q）：
电势能的正负限电势的正负
相反
7
5单位：
伏特单位：
焦耳
6联系：
ε=q，φw=Δε=qΔU
（2）电场强度与电势的对比
电场强度E电势φ
1描述电场的力的性质描述电场的能的性质
2电场中某点的场强等于放在该点的正点
电场中某点的电势等于该点跟选定的标准
电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q位置（零电势点）间的电势差，φ=ε/，qφ在
的比值·
E=F/q，E在数值上等于单位正电
数值上等于单位正电荷所具有的电势能
荷所受的电场力
3矢量标量
4单位：
N/C;
V/mV（1V=1J/C）
5联系：
①在匀强电场中UAB=Ed（d为A、B间沿电场线方向的距离）．②电势沿着电
场强度的方向降落
2、公式E=U/d的理解与应用
（1）公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知，电场强度的方向就是电势降低最
快的方向．
（2）公式E=U/d只适用于匀强电场，且d表示沿电场线方向两点间的距离，或两点所在等势面的范离．
（3）对非匀强电场，此公式也可用来定性分析，但非匀强电场中，各相邻等势面的电势差为一定值时，
那么E越大处，d越小，即等势面越密．
3、电场力做功与能量的变化应用
电场力做功，可与牛顿第二定律，功和能等相综合，解题的思路和步骤与力学中的完全相同，
但要注意电场力做功的特点——与路径无关
知识简析一、电场中的导体
1、静电感应：
把金属导体放在外电场E
外中，由于导体内的自由电子受电场力作用定向移动，使得
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导体两端出现等量的异种电荷，这种由于导体内的自由电子在外电场作用下重新分布的现象叫做静
电感应。
（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷）．由带电粒子在电场中受力去
分析。
静电感应可从两个角度来理解：
①根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引来解释；
②也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动．
2．静电平衡状态：
发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，感应电荷产生一个附加电场E附，这个E
附与原
电场方向相反，当E附增到与原电场等大时，（即E附与E
外），合场强为零，自由电子定向移动停止，
这时的导体处于静电平平衡状态。
这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。
3．处于静电平衡状态的导体的特点：
（1）内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。
导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生
电场这两种电场叠加的结果．表面任一点的场强方向跟该点表面垂直。
（因为假若内部场强不为零，则内部电荷会做定向运动，那么就不是静电平衡状态了）
（2）净电荷分布在导体的外表面,内部没有净电荷．曲率半径小的地方,面电荷密度大,电场强，这一
原理的避雷针
（因为净电荷之间有斥力，所以彼此间距离尽量大，净电荷都在导体表面）
（3）是一个等势体，表面是一个等势面．导体表面上任意两点间电势差为零。
（因为假若导体中某两点电势不相等，这两点则有电势差，那么电荷就会定向运动）．
静电场中的几个重要结论：
①匀强电场中，相互平行的两线线段的端点的电势差相等。
任意一段线段中点的电势等于两端点电
势的平均值。
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②三个电荷平衡问题：
（没有其它力作用）电性：
两同夹异；
电量：
两大夹小。
③两个电荷量之和这定值时，当且仅当它们的电荷量相等时，两电荷间的库仑力最大。
电场的基础认识
1．要点小结：
①正电荷的受力方向与电场线的切线方向相同；
②电场力做正功，电势能减少；
③顺着电场线的方向电势降低；
④等势面与电场线垂直。
2．四点“顺畅记忆”：
①以=0，正电荷的电场中，电势为正；
②以=0，+q在正电荷的电场中具有的电势能为正；
③正电荷顺着电场线移动，电场力做正功；
④正电荷在电势高的点具有的电势能多。
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