静电场

这是一篇关于静电场的思维导图，主要内容包括：电势叠加原理与电势梯度，库仑定律，电场强度，静电场的环路定理 电势能，电场强度通量 高斯定理，电荷量子化 电荷守恒定律。讨论了电荷的基本属性，包括电荷的量子化特性及电荷守恒定律。介绍了库仑定律，它描述了真空中两个点电荷之间的相互作用力。还讨论了电场力的功，指出它是与始末位置有关而与路径无关的保守力。

静电场

• 电荷量子化 电荷守恒定律
  • 电荷
    • 正负
    • 同种相斥，异种相吸
    • 单位库伦C
    • 电荷守恒定律
    • 电荷量子化：离散不连续
  • 电场
    • 电场作用：实现电荷间的相互作用
    • 静电场：静止电荷周围存在的电场
    • 电场与实物之间的区别:电场具有叠加性
• 库仑定律
  • 点电荷：理想模型，大小形状忽略
  • 真空中的库仑定律
    • 大小
    • 方向
    • 矢量式（只适合处于真空中的点电荷）：
    • 静电力的叠加状态
      • 离散状态
      • 连续状态
• 电场强度
  • 电场强度
    • 检验电荷q0
      • 正点电荷
      • 带电量相对较小（不影响原电场分布）
    • 定义：电场中某点的电场强度在数值和方向上等于单位正电荷在该点所受的电场力
    • 公式：
  • 场强叠加原理
    • 点电荷
    • 连续带电体
  • 场强的计算
    • 场源为点电荷的场强分布
    • 电荷系的场强分布
    • 任意带电体的场强分布
• 电场强度通量 高斯定理
  • 电场线
    • 切线方向表示电场方向；疏密表示场强大小
    • 性质
      • 起于正电荷，止于负电荷
      • 两电场线不相交
      • 静电场电场线不闭合
  • 电场强度通量：通过任一面的电场线数
  • 高斯定理：在真空中任何静电场中，通过任一闭合曲面的电通量等于这闭合曲面所包围的电荷代数和的 分之1
  • 利用高斯定理求场强
    • 对称性
• 静电场的环路定理 电势能
  • 电场力的功：与始末位置有关，与路径无关（保守力）
  • 静电场的环流定理：q0沿着闭合路径运动一周电场力所作的功为0
  • 电势能：静电场力所做的功就是电荷电势能增加的负值（电势能的减少）
    • 电场力做正功，电势能减少
    • 电势能是系统的，与电场和电荷有关，不能反映电场本身的性质
  • 电势 V：标量，无方向
    • 电势零点的选取
      • 有限带电体以无穷远为电势零点
      • 实际问题中选择地球电势为零
    • 物理意义：在数值上等于把单位正电荷从A移到无限远处，静电场力作的功
    • 反映电场的属性
    • 点电荷的电势
    • 电偶极子电场的电势
  • 电势差 Uab=Va-Vb(电压)
    • 与电势增量不同，差一个负号
    • 意义：把单位正电荷从A移到B时电场力做的功
  • 电势是相对的 电势差是绝对的
  • 静电场力的功
    • 原子物理中能量的单位：电子伏特eV
• 电势叠加原理与电势梯度
  • 电势叠加原理
    • 电荷非连续分布；点电荷系
    • 电荷连续分布
  • 求电势方法
    • 电场强度公式法
    • 点电荷电势和电势叠加原理
  • 模型
    • 点电荷电场中电势分布
    • 均匀带电圆环轴线上的电势分布
    • 均匀带电球面的电势分布
    • 无限长均匀带电直线的电势分布
  • 等势面
    • 电势相等的点连起来；某点的电场强度与该点的等势面垂直
    • 疏密表示电场强度；越密电场强度越大
    • 电场线与等势面的关系
    • 电场中某一点的电场强度沿着任意方向的分量等于这一点的电势沿着该方向上电势变化率的负值
    • 电场强度等于电势梯度的负值
    • 电场强度与电势的关系
      • 积分关系
      • 微分关系
  • 求电场强度方法：
    • 电场强度叠加原理
    • 高斯定理
    • 电势与电场强度的关系