物理电荷思维导图

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物理电荷思维导图

• 定义：物理电荷是物质固有的一种性质，表征物体所具有的电性质。
  • 正电荷：带有正电荷的物体具有相同的电荷类型。
  • 负电荷：带有负电荷的物体具有相同的电荷类型。
• 性质
  • 电荷守恒定律：在任何物理过程中，总的电荷量保持不变。
  • 电荷量的离散性：电荷是量子化的，只能是电荷元素的整数倍。
  • 电荷的叠加原理：对于一个由多个物体组成的系统来说，总的电荷量等于各个物体所带电荷量的代数和。
• 单位
  • 库仑(C)：国际单位制中用来度量电荷量的单位，1库仑等于1安培·秒。
  • 元电荷(e)：用来度量基本电荷量的单位，约等于1.6×10^-19 库仑。
• 电场
  • 定义：电荷周围所产生的电场是一种力的载体，作用于其他电荷上，用来描述电荷间相互作用的物理量。
    • 电场强度(E)：单位正电荷所受到的电场力。
    • 点电荷的电场：由点电荷所产生的电场，其电场强度正比于电荷量，反比于距离的平方。
  • 来源
    • 静电场：由静止电荷所产生的电场。
    • 运动电荷：由运动电荷所产生的电场。
  • 性质
    • 超定原理：电场满足超定原理，即电场强度在空间中的分布满足拉普拉斯方程。
    • 叠加原理：在同一空间中，由多个电荷产生的电场可以通过叠加各个电场的贡献来求得。
• 电场力
  • 定义：电场中带电粒子所受到的力称为电场力。
    • 应力法则：电场力等于带电粒子所带电荷量与电场强度的乘积。
  • 牛顿第二定律：带电粒子在电场中受到的电场力可以通过牛顿第二定律来计算。
• 电势差
  • 定义：两点间电场力的做功与带电粒子电荷量的比值称为电势差。
    • 电势：单位正电荷所具有的电势能。
    • 电势差的计算：电势差等于电场力所做的功除以带电粒子电荷量。
  • 电势差与电场强度的关系
    • 电势差与电场强度成正比，与路径无关。
    • 电势差的反号：当电荷从高电势区向低电势区移动时，电势差为负值。
• 电场线
  • 定义：电场线是描述电场强度方向的曲线。
    • 电场线的性质：电场线从正电荷方向指向负电荷方向，电场强度越大，电场线越密集。
    • 等势线：与电场线垂直的曲线，连接具有相同电势的点。
• 电场能
  • 定义：带电粒子在电场中具有的能量。
    • 电势能：带电粒子由于所处位置而具有的能量。
    • 电势能的计算：电势能等于带电粒子电荷量与电势差的乘积。