大学物理第六章：静电场

大学物理复习必看！大学物理第六章静电场思维导图（内含图解），详细介绍电荷的库仑定律、电场强度相关知识、电通量与高斯定理、静电场的环路定理、电势与电势差的计算和等势面相关知识。

静电场

• 电荷 库仑定律
  • 电荷
    • 正负性
    • 量子性
    • 守恒性
      • 电荷守恒定律
    • 相对论不变性
      • 电荷的电量与他的运动状态无关
  • 库仑定律
    • 点电荷
      • 当大小、形状可以忽略时，带电体就被视为一个带电的几何点
    • 库仑定律
      • 静止的两个点电荷，电荷q1对q2的作用力F21=(q1*q2*r)/4PIE0r^3
    • 注意
      • 库存定律适用于真空中的点电荷
      • 库仑力满足牛三定律
      • 带电粒子F电>>F万
  • （电场力）叠加原理
    • 点电荷系
      • 点电荷系对q0的电场力等于各电荷单独存在时对q0的电场力的是矢量和
    • 电荷连续分布的带电体
      • F=s[dF]
  • 电场对电荷的作用
    • 
• 电场 电场强度
  • 静电场
  • 电场强度
    • 电场中某点的电场强度的大小等于单位单核在该点受力的大小，其方向为正电荷在该点受力的方向
    • E=F/q
    • 场源电荷
      • 产生电场的电荷
    • 检验电荷q0
      • 带电量足够小
      • 质点
  • 电场叠加原理
    • 点电荷产生的场强
      • E=F/q=q*r/(4PI*E0*r^3)
    • 点电荷系的场强
      • E=F1+F2...+Fn=E1+E2+...+En
      • 点电荷系在某点p产生的电场强度等于各点电荷单独产生的电场强度的矢量和
    • 连续分布带电体的场强
      • E=s[dE]
  • 计算方法
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• 电通量 高斯定理
  • 电场线
    • 电场线起始于正电荷或无穷远处终止于负电荷或无穷远处
    • 场强方向沿电场线切线方向，场强大小取决于电场线的疏密程度
      • E=dN/dS(垂直)
  • 电通量
    • 穿过任意曲面的电场线条数
    • dS面元的电通量=dN=EdS(垂直)=Ecosa*dS
      • 矢量面元=EdS=EdSn
    • 曲面的电通量=sEdS
    • 闭合曲面电通量=|正的电通量|-|负的电通量|=穿出闭合面电场线的条数-穿入闭合面电场线的条数
    • S的方向 向外为正，向内为负
  • 高斯定理
    • 点电荷q
      • 在任意闭合面内部=q/(4PIE0r^2)*4PIr^2=q/E0
      • 在闭合面外=0
    • 多个电荷=q1/E0+q2/E0+...+qn/E0=1/E0*sq内
    • 静电场高斯定理
      • 真空中的任何静电场中，穿过任一闭合曲面的电通量，等于该曲面所包围的电荷电量的代数和乘以1/E0
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• 静电场的环路定理 电势能
  • 静电场做功的特点
    • q0在q的作用下从a运动到b Aab=qq0/(4PIE0)*(1/ra-1/rb)
    • 静电场力做功只与始末位置有关，与路径无关，所以静电场里是保守力，静电场保守力场
  • 静电场的环路定理
    • 在静电场中，沿闭合路径移动q0，电场力做功等于0
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  • 电势能
    • 电势能的差
      • q0在a，b两点电势能之差等于把q0自a点移至b点电场力所做的功
    • 电势能
      • 电场力做负功，电荷的电势能增加
    • 有相对性，与零点的选择有关
• 电势 电势差
  • 电势
    • 电势能除以带电量
  • 电势叠加原理
    • 在点电荷系产生的电场中，某点的电势是各个点电荷单独存在时，在该点产生的电势的代数和(Up=U1+U2+U3+....+Un)
  • 电势的计算
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  • 电场强度与电势的微分关系
    • 电势梯度（矢量）
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    • 电场中任一点场强等于该点电势梯度的负值
• 等势面
  • 电场中电势相等的点连成的面称为等势面
  • E垂直于等势面
  • 等势面密则E大
  • 电势=0，E不一定=0
  • 电场方向指向电势降低的方向
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• 环工1903 施闳星