导图社区 静止电荷的电场
静止电荷的电场知识总结,包括电荷与库仑定律、静电场 电场强度、静电场的高斯定理、静电场的环路定理 电势、静电场中的导体等。
机械波和电磁波学习笔记,内容有机械波的产生与传播、平面简谐波的波函数、波动方程、波的能量、波的强度、多普勒效应等。
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英语词性
生物必修一
静止电荷的电场
电荷与库仑定律
量子化
Q=ne
e=1.60217733x10E-19C
电荷守恒定律
孤立系统中,系统电荷的代数和保持不变
起电方式
摩擦起电
本质
电子转移
感应起电
感应电量等值异号
库仑定律
静电场 电场强度
静电场表现
力:对电场中任何带电体都有作用力
功:电场力对移动电荷做功
电场强度
试探电荷
线度充分小
电量充分小
定义:
电场强度的计算
子主题
电场对电荷的作用力
点电荷q在电场E中受力
电偶极子在电场E中受力
电场线 电场强度通量
电场线
场强方向:曲线上各点切向
场强大小:电场线的疏密程度
电场强度通量(通过电场中任意给定面的电场线数)
均匀电场
非均匀电场
对任意闭合曲面S
静电场的高斯定理
静电场中任一闭合曲面的电场强度通量,等于该闭合曲面所包围的电荷的代数和除以e0。
注意:
电场线从正电荷发出并穿出高斯面;
反之:穿入高斯面并终止于负电荷
利用高斯定理求解特殊带电体的电场分布
求解步骤
由电荷分布对称性,分析电场
选择高斯面
计算电场强度通量
用高斯定理公式求电场强度
静电场的环路定理 电势
静电场力做功
静电力所做功与路径无关
静电力是保守力
静电的环路定理
电势能
电势
a、b两点间的电势差
注意
电荷分布不是在有限区域内是,不能选无限远处为零势能点
等势面
电势相等的点所组成的曲面
特点
沿等势面移动电荷,电场力不做功
电场线和等势面正交
电场强度和电势的微分关系
电势不变的空间,电势梯度为零,则电场强度必为零
电势为零处,电场强度未必为零;电场强度为零处,电势也未必为零
静电场中的导体
导体的静电平衡条件
静电感应现象
静电感应
外电场使导体中电荷重新分布而呈现出带电的现象
静电平衡状态
导体内部和表面上都没有电荷的定向移动状态
静电平衡条件
导体内部:
导体表面:
等价条件
静电平衡时,导体为等势体
静电平衡导体的电荷分布
导体内部没有净电荷,电荷分布在导体表面上
有空腔的导体:设空腔导体带电量Q
空腔内没有电荷时:电荷分布在导体外表面
空腔内有电荷q时:
空腔内表面:-q
导体外表面:Q+q
导体表面附近电场强度大小与该处表面的电荷面密度成正比
E=s/e0
表面曲率越大处,电荷面密度越大
尖锐部分s较大
平坦部分s较小
凹进部分s最小
导体静电平衡特性的应用
尖端放电
静电屏蔽
隔绝电的相互作用,使内外互不影响的现象
孤立空腔导体屏蔽外电场
接地空腔导体屏蔽腔内电荷对外界的影响
静电场中的电介质
电介质
内部几乎没有可以自由运动电荷的物体,又称绝缘体
电介质的分类
无极分子电介质
无外电场时分子的正负电荷中心重合
没有固定电距的分子
有极分子电介质
无外电场时分子的正负电荷中心不重合
具有固定电距的分子
电介质的极化
无极分子的极化
正负电荷中心在外电场的作用下发生相对位移(位移极化)
有极分子的极化
分子电偶极子在外电场的作用下发生转向(转向极化)
电极化强度
无外场时
电介质中任一体积元DV内所有分子电距和为零
Sp=0
有外场时
外场越强,电介质极化程度越高,Sp越大
定义
单位:C/m^2
p与极化电荷面密度的关系
介质中的静电场

平板电容器
有介质时的高斯定理 电位移矢量
有介质的环路定理
电容和电容器
孤立导体的电容(定义)
C=q/U
电容器
两个带有等值异号电荷的导体组成的系统
电容器的电容(定义)
C=q/(Ua-Ub)
圆柱形电容器
球形电容器
电容器的串并联
并联
电容器组总电量q为各电容电量之和
串联
总电压为各电容器电压之和
各电容器电量相等,总电量q
电场的能量
电容器的能量
以平板介质电容器为例
任意电场的总能量
求解任意形状电容器的电容步骤
设+-q
求DU
C=q/DU