导图社区 大学物理静电场知识点
大学物理静电场知识点梳理,包括电容器的电容、静电场中的电介质、静电场的能量、电场强度与电势的微分关系等等。
编辑于2022-11-23 16:46:58静止电荷的电场
电容器的电容
孤立导体的电容
物理意义:使导体升高单位电势所需的电荷量
电容器的电容
充有电介质的电容器电容C为两板间为真空时的电容C0的
电容器的串联和并联:串联等效电容器的电容的倒数等于每个电容器电容的倒数之和;并联等效电容器电容等于每个电容器电容之和
RC电路充电
电容器充放电快慢取决于乘积RC,它叫做时间常量或弛豫时间,用τ表示
RC电路放电
静电场中的电介质
电介质的电结构
有极分子:分子内正、负电荷中心不相重合
无极分子:正、负电荷的中心重合在一起,它的等效电偶极矩等于零
电极化强度
电极化强度与极化电荷的关系:介质极化所产生的极化电荷面密度等于电极化强度沿介质表面外法线的分量
介质中的静电场
各向同性线性电介质,电极化强度P和介质内部的合电场强度E的关系
极板间充满均匀电介质后的相对介电常量
有电介质时的高斯定理和环路定理、电位移
电位移:
有电介质时的高斯定理
有电介质时的环路定理
D、E、P三矢量之间的关系
静电场的能量
带电电容器的静电能
电场能量密度
任一带电系统整个带你场中所储存的总能量
静电场中的导体
导体的静电平衡:导体中没有电荷作任何定向运动的状态。导体静电平衡的必要条件就是导体内任一点的电场强度都为0。
导体是等势体,其表面是等势面。导体表面的电场强度垂直于导体表面
静电平衡时导体上的电荷分布
电荷分布:当带电导体处于静电平衡状态时,导体内部处处没有净电荷存在,电荷只能分布于导体的外表面上
电荷面密度与场强的关系
对于孤立的带电导体来说,在导体表面凸出而尖锐的地方(曲率较大),电荷面密度较大;在表面平坦的地方(曲率较小),电荷面密度较小;在表面凹进去的地方(曲率为负),电荷面密度更小。
静电屏蔽:在静电平衡状态下,空腔导体外表面的带电体不会影响空腔内部的电场分布;一个接地的空腔导体,空腔内的带电体对腔外物体不会产生影响
电场强度与电势的微分关系
电势梯度矢量
电势梯度在直角坐标系中可表示为
静电场的环路定理、电势
静电场的环路定理
电势
电势的计算
点电荷电场中的电势
点电荷系电场中的电势
连续分布电荷电场中的电势
电偶极子的电势
带电圆环的电势
带电球的电势
无限长带电直线的电势
静电场的高斯定理
在静电场中,通过任意闭合曲面的E通量,等于该曲面内电荷量的代数和除以
球面对称的电场
q均匀分布在整个球体内,P点在球外
q均匀分布在整个球体内,P点在球内
柱对称的电场
平面对称的电场
一对电荷面密度等值异号的无限大均匀带电平行平面间电场强度大小
静电场、电场强度
电场强度:
电场强度的叠加定理:点电荷系在空间任一点所激发的总电场强度等于各个点电荷单独存在时在该点各自所激发的电场强度的矢量和
电场强度的计算
点电荷的电场强度:
点电荷系的电场强度
电偶极子:两个大小相等符号相反的点电荷+q和-q,它们之间距离为l,这个距离l比所考虑的场点到它们的距离小得多的电荷系统。
电偶极矩:简称电距。
电偶极子的电场
轴线的延长线上某一点:
中垂线上某一点:
连续分布电荷的电场强度
均匀带电直棒的电场
无限长:总电荷量q,线外一点P离开直棒的垂直距离为a
带电圆环的电场
半径为R的圆环,均布带有电荷量q,圆环轴线(Ox轴)上任意一点的电场强度
带电圆盘的电场
均匀带电圆盘轴线上与盘心相距x的任一定点处的电场强度
电场对电荷的作用力
电偶极子在均匀外电场中的力矩:
电场线、电场强度通量
对非闭合曲面·,面法线的正方向可以取曲线的任一侧:对于闭合曲面,电场线从曲面之内向外穿出时E通量为正,反之为负
电荷、库仑定律
电荷定律:在一个与外界没有电荷交换的系统内,无论经过怎样的物理过程,系统内正、负电荷的代数和总是保持不变。
库仑定律:只适用于点电荷