导图社区 静电场
静电场思维导图，包括静电的基本现象和基本规律、电场、电场强度、高斯定理、带电体的静电能、电势及其梯度等内容。
大学物理恒定电流的磁场相关知识点总结，本图知识梳理清楚，适用于考前复习，也可以综合其他资料使用。
大学物理恒定电流磁场知识点及典型题，包括磁场与磁感应强度、毕奥萨伐尔定律、磁通量与磁高斯定理、安培环路定理等。
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第14章DNA的生物合成读书笔记
静电场
电荷，库仑定律
电荷
电荷的种类
电量q
单位
C库仑
电荷的量子性
任何电荷的电量总是电子电量的正负整数倍
电荷守恒
在一个孤立系统中总电荷量是保持不变的
库仑定律
在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小和q1，q2的乘积成正比，和他们的距离r的平方成反比；作用力沿着他们的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸
数学表达式
讨论
点电荷
库仑定律只适用于真空中的静止点电荷相互作用。
静电力的叠加原理
作用于某电荷上的静电力总和等于其他点电荷单独存在是作用于该电荷的静电力的矢量和
电荷连续分布的带电体
线面体
电场 电场强度
电场
电场对场中电荷施以电场力的作用
从而引入E
带电体在电场中移动，电场力要对他做功
从而引入U
电场强度
描述电场的物理量之一反映了力的作用
定义
单位：牛顿/库伦 或者 伏特/米
电场强度是空间位置上的单值函数
电场强度叠加原理
点电荷系在某点产生的场强，等于个点电荷单独存在时在该点分别产生的场强的矢量和
电场强度的计算
点电荷电场
结论
非均匀，球对称，辐射状电场
点电荷电场是求任意带电体电场的基础
点电荷系电场
点电荷连续分布带电体
矢量积分，具体计算时，写出分量式，在进行积分
引入电荷密度的概念
线分布
电荷线密度
面分布
电荷面密度
体分布
电荷体密度
例题
半径为r的均匀带电细环
当x=0
当x>>r时
E最大时
带电圆盘
补偿法（同心带电圆环面中心轴线上的场强）
带圆孔的均匀无限大平板
均匀无限大平板
带电直线
延长线上
不在同一直线
无限长均匀带电直线
半无限长均匀带电直线
无限长带电薄板
无限大均匀带电平板
两个无限大均匀带电平板
典型电场
点电荷电场：球对称分布
无限长均匀带电线
轴对称分布
无限长均匀带电平板
平面对称分布
电通量 高斯定理
电场线
规定
曲线上每一点切线方向为该点电场方向
通过垂直于电场方向单位面积电场电场线书为该点的电场强度大小
性质
起始于正电荷，终止于负电荷
不会闭合，
一般不是电荷运动轨迹
密集强，稀疏弱
电通量
穿过某一有向曲面的电场线条数
计算公式
均匀电场
不均匀电场
标量
有正负之分
当面内无电荷时，电通量为零
半球面的电通量
高斯定理
推证
由库仑定律和电场强度叠加原理导出
内容
真空中的任何静电场中，穿过任意闭合曲面的电通量，在数值上等于改闭合曲面内包围的电通量的代数和乘以。
高斯面的电通量穿出为正，穿入为负
高斯面为封闭曲面
高斯面上的电场强度为所有内外电荷的总电场强度
仅高斯面内的电荷对高斯面的电场强度通量有贡献
静电场是有源场
高斯定理的应用
均匀带电球面
带电量为q的球体
球心电场强度为零
球内电场强度和r成正比
球外q集中在球心的点电荷
轴对称
无限大均匀带电平面
面对称
无限大均匀带电厚板
板外
板内
重叠区域电场
静电场的环路定理 电势能
静电场力做功特点
电场力做功只与始末位置有关，与路径无关
静电场力是保守力，静电场是保守力场
静电场环环路定理
在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分恒等于0
在静电场中，点电荷沿任意闭合路径运动一周，静电力做功为零
电势能
电荷在电场中某点的电势能，在数值上等于把该电荷从该点移动到电势能0点参考点，静电力做的功
电势能是相对的，电势能差是绝对的
电势 电势差
电势
电势为标量
电势的叠加原理
电势的计算
已知电荷分布，根据电势叠加原理
已知场强分布，根据电势定义
均匀带电圆环轴线上一处电势
均匀带电圆盘，求中心轴线上任意一点的电势
x=0
x>>r
带电球面球心电势
方法一
方法二
均匀带电球面是一个等势体
内部和球面的电势均为
球外电势的分布同点电荷电场的电势分布
书p25，10.19
带电球面中心有一个点电荷q
均匀带电球体
等势面 电场强度和电势的关系
等势面
密集电场较强
稀疏电场较弱
电势于电场强度的微分关系
电势沿等势面发现方向变化率最大
静电场中的导体
导体静电平衡
到体内部和表面都没有电荷的宏观移动时，称到体处于静电平衡状态
条件
导体内部任何一点处的电场强度都为零
导体表面出的电场强度方向，都与到体表面垂直
推论
导体是等势体，导体内部电势相等
导体表面是等势面
静电平衡时导体上的电荷分布
实心导体
有空腔导体
空腔内部无电荷
空腔内部有电荷
导体表面的电场强度
导体表面的电场强度与电荷面密度的关系
表面电场强度的大小与表面电荷面密度成正比
孤立导体表面电荷分布于该处曲率有关
静电屏蔽
腔内无带电体时场的特征
内部表面处处没有电荷腔内无电场
腔内有带电体时
腔内电场
与q有关
与几何因素介质有关
电量分布
接地导体壳
腔内腔外场互不影响
腔内场
只与内部带电量和内部几何因素 介质有关
腔外场
只与外部带电量和外部几何因素 介质决定
导体球附近有一电荷，姐弟后导体上感应电荷电量
两球彼此连接
金属球壳内部放一同心金属球
两平行等大导体板
均匀带电无限大导体板旁放一无限大不带电导体板，求导体板两边电荷密度
电偶极子
电偶极矩
匀强电场中
受电场力
受力矩
具有的电势能
电偶极子在电场中使自己处于能量较低的稳定状态
电偶极子在非均匀电场中，一面转向稳定平衡位置，一面向场强较大的方向移动
电介质
电介质对电场的影响
介质中电场减弱
电介质的极化
介质中的电场=外电场+极化电场
无限大平行电场版
介质中的高斯定理
电位移矢量
通过高斯面的电位移通量等于高斯面所包围的自由电子的代数和，与极化电荷及高斯面外电荷无关
平行板电容器，其中充有两种均匀介质
导线外有一金属层之间充固体介质
导体球外有介质
孤立导体的电容
当导体电势为1V时导体容纳电荷的量成为孤立导体的电容
1F=1C/V
孤立导体球电容
电容器机器电容
电容器
彼此绝缘且相距很近的导体组合
电容器的电容
与Q无关，只与电容器两极板的形状大小相对位置及绝缘电介质性质有关
电容的计算
常见电容器
平行板电容器
圆柱形电容器
球形电容器
分布电容
电容器的并联和串联
并联
耐压能力不变，容电能力增强
容电能力减弱，耐压能力增强
静电场的能量
任何带电系统都具有能量
电场的能量
带电系统的能量存储于电场中
柱形电容器
