2023年高二物理電場知識點(diǎn)

高二物理電場知識點(diǎn)整頓

一、電荷、電荷守恒定律

1、兩種電荷：“+”“，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷。

2、元電荷：所帶電荷的最小基元，一種元電荷的電量為1.6x10-19。是一種電子（或質(zhì)子）

所帶的電量。

闡明：任何帶電體的帶電量皆為元電荷電量的整數(shù)倍。

荷質(zhì)比（比荷）：電荷量q與質(zhì)量m之比，（q/m）叫電荷的I比荷

3、起電方式有三種

①摩擦起電，

②接觸起電注意：電荷的變化是電子的轉(zhuǎn)移引起時(shí)；完全相似的帶電金屬球相接觸，同種

電荷總電荷量平均分派，異種電荷先中和后再平分。

③感應(yīng)起電——切割B,或磁通量發(fā)生變化。

④光電效應(yīng)——在光的照射下使物體發(fā)射出電子

4、電荷守恒定律：

電荷既不能發(fā)明，也不能被消滅，它們只能從一種物體轉(zhuǎn)移到另一種物體，或者從物體的

一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的.

二、庫侖定律

1.內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間互相作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟

它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。方向由電性決定（同性相斥、

異性相吸）

2.公式：k=9.0xl09N-m2/C2

極大值問題：在r和兩帶電體電量和一定的狀況下，當(dāng)QI=Q2時(shí)，有F最大值。

3.合用條件：（1）真空中；（2）點(diǎn)電荷.

點(diǎn)電荷是一種理想化的模型，在實(shí)際中，當(dāng)帶電體的形狀和大小對互相作用力的影響可

以忽視不計(jì)時(shí)，就可以把帶電體視為點(diǎn)電荷.（這一點(diǎn)與萬有引力很相似，但又有不一

樣：對質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，廠都等于球心距；而對帶電導(dǎo)體球，距離

近了后來，電荷會(huì)重新分布,不能再用球心距替代廠）。點(diǎn)電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)

點(diǎn).

注意：①兩電荷之間的作用力是互相的，遵守牛頓第三定律

②使用庫侖定律計(jì)算時(shí)，電量用絕對值代入，作用力的方向根據(jù)“同性相排斥，異性相吸

出”的規(guī)律定性鑒定。

計(jì)算措施：①帶正負(fù)計(jì)算，為正表達(dá)斥力；為負(fù)表達(dá)引力。

②一般電荷用絕對值計(jì)算，方向由電性異、同判斷。

三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡問題，靜電場的經(jīng)典問題，它們均處在平衡狀態(tài)時(shí)的規(guī)律。

①“三點(diǎn)共線，兩同夾異，兩大夾小”

②中間電荷靠近另兩個(gè)中電量較小的。

③中間點(diǎn)電荷的平衡求間距，兩邊之一平衡求中間點(diǎn)電荷的電量，關(guān)系式為或

④qi、q3固定期，q2的平衡位置具有唯一性，且與q2的電量多少，電性正負(fù)無關(guān)。

三、電場：

1、存在于帶電體周圍的傳遞電荷之間互相作用的特殊媒介物質(zhì).電荷間的作用總是通過電

場進(jìn)行的。

電場：只要電荷存在它周圍就存在電場,電場是客觀存在的，它具有力和能的特性。力

（電場強(qiáng)度）；能（磁通量）

若電荷不動(dòng)周圍的是靜電場，若電荷運(yùn)動(dòng)周圍不單有電場并且產(chǎn)生磁場，

2、電場的基本性質(zhì)……①是對放入其中的電荷有力的作用。②能使放入電場中的導(dǎo)體產(chǎn)

生靜電感應(yīng)現(xiàn)象

3、電場可以由存在的電荷產(chǎn)生，也可以由變化的磁場產(chǎn)生。

四、電場強(qiáng)度（E）——描述電場力特性的物理量。（矢量）

1.定義：放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電量q的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)

度，表達(dá)該處電場的強(qiáng)弱

2.求E的規(guī)律及措施（有如下5種）:

①E=（定義普遍合用）單位是：N/C或V/m；"描述自身的物理量”統(tǒng)統(tǒng)不能說xx正此，

xx反比（下同）

②（導(dǎo)出式，真空中的點(diǎn)電荷，其中Q是產(chǎn)生該電場的電荷）

③（導(dǎo)出式，僅合用于勻強(qiáng)電場，其中d是沿電場線方向上的距離）

④電場的矢量疊加：當(dāng)存在幾種場源時(shí)，某處的合場強(qiáng)=各個(gè)場源單獨(dú)存在時(shí)在此處產(chǎn)生

場強(qiáng)的矢量和

⑤運(yùn)用對稱性求解。

3.方向：①與該點(diǎn)正電荷受力方向相似,與負(fù)電荷的受力方向相反；

②電場線的切線方向是該點(diǎn)場強(qiáng)的方向；

③場強(qiáng)的方向與該處等勢面的方向垂直.平行板電容器邊緣除外。

4.在電場中某一點(diǎn)確定了，則該點(diǎn)場強(qiáng)的大小與方向就是一種定值，與放入的檢查電荷無

關(guān)，雖然不放入檢查電荷，

該處的場強(qiáng)大小方向仍不變。檢查電荷q充當(dāng)“測量工具”的作用.

某點(diǎn)的E取決于電場自身，（即場源及這點(diǎn)的位置,）與q檢的正負(fù),電何量q檢和受到的電場力F

無關(guān).

這一點(diǎn)很相似于重力場中的重力加速度,點(diǎn)定則重力加速度定.與放入該處物體的質(zhì)量無關(guān),

雖然不放入物體,該處的重力加速度仍為一種定值.

5、電場強(qiáng)度是矢量，電場強(qiáng)度的合成按照矢量的合成法則.（平行四邊形法則和三角形法

則）

6、電場強(qiáng)度和電場力是兩個(gè)概念，電場強(qiáng)度的大小與方向跟放入的檢查電荷無關(guān)，而電場

力的大小與方向則跟放入的檢查電荷有關(guān)，

五、電場線：

定義：在電場中為了形象的描繪電場而人為想象出或假想的曲線r描述E的強(qiáng)弱（疏密）和方

向］。電場線實(shí)際上并不存.

但E又是客觀存在的，電場線是人為引入的研究工具。電場線是人為引進(jìn)的，實(shí)際上是不

存在的；

法拉第首先提出用電場線形象生動(dòng)地描繪電場或磁場。

①切線方向表達(dá)該點(diǎn)場強(qiáng)的方向，也是正電荷的受力方向.

②靜電場電場線有始有終：始于“+”，終止于或無窮遠(yuǎn)，

從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出發(fā)到無窮遠(yuǎn)處終止，或者從無窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)

電荷終止.

③疏密表達(dá)該處電場的強(qiáng)弱，也表達(dá)該處場強(qiáng)的大小.越密，則E越強(qiáng)

④勻強(qiáng)電場的電場線平行且等間距直線表達(dá).（平行板電容器間的電場，邊緣除外）

⑤沒有畫出電場線的地方不一定沒有電場.

⑥沿著電場線方向，電勢越來越低.但E不一定減?。谎谽方向電勢減少最快的方向。

⑦電場線，等勢面.電場線由高等勢面批向低等勢面.

⑧靜電場的電場線不相交,不終斷，不成閉合曲線。但變化的電場的電場線是閉合時(shí)。

⑨電場線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡.也不能確定電荷的速度方向。

除非三個(gè)條件同步滿足：①電場線為直線，②vo=O或vo方向與E方向平行。③僅受電場力

作用。

六、熟記幾種經(jīng)典電場的電場線特點(diǎn)：（重點(diǎn)）

勻強(qiáng)電場、點(diǎn)電荷與帶電平板、等量異種點(diǎn)電荷的電場、等量同種點(diǎn)電荷的電場、孤立點(diǎn)

電荷周圍的電場

①孤立點(diǎn)電荷周圍的電場；②等量異種點(diǎn)電荷的電場（連線和中垂線上的電場特點(diǎn)）；③等

量同種點(diǎn)電荷日勺電場（連線和中垂線上的電場特點(diǎn)）;④勻強(qiáng)電場；⑤點(diǎn)電荷與帶電平板；

⑥具有某種對稱性的電場；⑦均勻輻射狀的電場⑧周期性變化的電場。

電場能的性質(zhì)（電勢）

一、電勢差U（是指兩點(diǎn)間的）

①定義：電場中兩點(diǎn)間移動(dòng)檢查電荷q（從A—B）,電場力做的功WAB跟其電量q的比

值叫做這兩點(diǎn)間的電勢差，UAB=WAB/q是標(biāo)量.UAB的正負(fù)只表達(dá)兩點(diǎn)電勢誰高誰低。

UAB為正表達(dá)A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢。

②數(shù)值上=單位正電荷從A-B過程中電場力所做的功。

③等于A、B日勺電勢之差，即UAB=<PA-<PB

④在勻強(qiáng)電場中UAB=EdE（dE表達(dá)沿電場方向上的I距離）

意義：反應(yīng)電場自身性質(zhì)，取決于電場兩點(diǎn)，與移動(dòng)的電荷無關(guān)，與零電勢的選用無關(guān)，

電勢差對應(yīng)靜電力做功，電能其他形式的能。

電動(dòng)勢對應(yīng)非靜電力做功電能其他形式的能

點(diǎn)評：電勢差很類似于重力場中的高度差.物體從重力場中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，重力做的

功跟其重量的比值叫做這兩點(diǎn)的高度差h=W/G.

二、電勢（是指某點(diǎn)的）描述電場能性質(zhì)的物理量。

必須先選一種零勢點(diǎn)，（具有相對性）相對零勢點(diǎn)而言，常選無窮遠(yuǎn)或大地作為零電勢。

正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中各點(diǎn)的電勢為正，負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中各點(diǎn)的電勢為負(fù)。

①定義：某點(diǎn)相對零電勢的電勢差叫做該點(diǎn)的電勢，是標(biāo)量.

②在數(shù)值上=單位正電荷由該點(diǎn)移到零電勢點(diǎn)時(shí)電場力所做的功.

特點(diǎn)：

⑴標(biāo)量：有正負(fù)，無方向，只表達(dá)相對零勢點(diǎn)比較的成果。

⑵電場中某點(diǎn)的電勢由電場自身原因決定，與檢查電荷無關(guān)。與零勢點(diǎn)日勺選用有關(guān)。

⑶沿電場線方向電勢減少，逆。。。。。。（但場強(qiáng)不一定減?。?。沿E方向電勢降得最

快。

⑷當(dāng)存在幾種場源時(shí)，某處合電場的電勢等于各個(gè)場源在此處產(chǎn)生電勢代數(shù)和的疊加。

電勢高下的判斷措施：1根據(jù)電場線的方向判斷；2電場力做功判斷；3電勢能變化判斷。

點(diǎn)評：類似于重力場中的高度.某點(diǎn)相對參照面日勺高度差為該點(diǎn)的高度.

注意：（1）高度是相對的.與參照面的選用有關(guān)，而高度差是絕對的I與參照面日勺選用無

關(guān).同樣電勢是相對時(shí)與零電勢的選用有關(guān)，而電勢差是絕對的，與零電勢的選用無關(guān).

（2）一般選用無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零.當(dāng)零電勢選定后來，電場中各點(diǎn)的電勢為定值.

（3）電場中A、B兩點(diǎn)的電勢差等于A、B的電勢之差，即UAB=（PA—<PB,沿電場線方向電勢減

少.

三、電勢能E

1概念：由電荷及電荷在電場中的相對位置決定的能量，叫電荷的電勢能。

電勢能具有相對性，與零參照點(diǎn)的選用有關(guān)（一般選地面或8遠(yuǎn)為電勢能零點(diǎn)）

尤其指出：電勢能實(shí)際應(yīng)用不大，常實(shí)際應(yīng)用的是電勢能的變化。

電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能=把電荷從此點(diǎn)移到電勢能零處電場力所做的功。E=q<pA-o

四、電場力做功與電勢能

1.電勢能：電場中電荷具有的勢能稱為該電荷的電勢能.電勢能是電荷與所在電場所共有

的。

2.電勢能的變化：電場力做正功電勢能減少；電場力做負(fù)功電勢能增長.

重力勢能變化：重力做正功重力勢能減少；重力做負(fù)功重力勢能增長.

1電場力做功：由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向去判斷（4種狀況）功的正負(fù)電勢能的變化

（重點(diǎn)和難點(diǎn)知識）

正、負(fù)電荷沿電場方向和逆電場方向的4種狀況。（上課時(shí)一定要弄清晰的，否則對后來

的學(xué)習(xí)帶來困難）

電場力做功過程就是電勢能與其他形式能轉(zhuǎn)化的過程（電勢差），做功的數(shù)值就是能量轉(zhuǎn)

化的多少。

W=FSCOS（勻強(qiáng)電場）W=qEd（d為沿場強(qiáng)方向上的距離）

W=qU=-AEp,U為電勢差，q為電量.

重力做功：W=Gh,h為高度差，G為重量.

電場力做功跟途徑無關(guān)，是由初末位置的電勢差與電量決定

重力做功跟途徑無關(guān)，是由初末位置的高度差與重量決定.

四、等勢面、線、體

1.電場中電勢相等時(shí)點(diǎn)所構(gòu)成的面為等勢面.

2.特點(diǎn)

（1）各點(diǎn)電勢相等，等勢面上任意兩點(diǎn)間的電勢差為零，

在特勢面上移動(dòng)電荷（不管方式怎樣，只要起終點(diǎn)在同一等勢面上）電場力不做功

電場力做功為零，途徑不一定沿等勢面運(yùn)動(dòng)，但起點(diǎn)、終點(diǎn)一定在同一等勢面上。

（2）畫法規(guī)定：相領(lǐng)等勢面間的電勢差相等等差等勢面的蔬密可表達(dá)電場的強(qiáng)弱.

（3）處在靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：整個(gè)導(dǎo)體是一種等勢體，其表面為等勢面.E內(nèi)=0,任兩點(diǎn)

間UAB=0

越靠近導(dǎo)體表面等勢面越密，形狀越與導(dǎo)體形狀相似，等勢面越密電場強(qiáng)度越大，曲率

半徑越?。ㄔ郊猓┑牡胤剑葎菝妫妶鼍€）都越密，這就可解釋尖端放電現(xiàn)象，如避雷針。

（4）勻強(qiáng)電場，電勢差相等的等勢面間距離相等，點(diǎn)電荷形成的電場，電勢差相等的等勢面

間距不相等，越向外距離越大.

（5）等勢面上各點(diǎn)的電勢相等但電場強(qiáng)度不一定相等.

（6）電場線，等勢面，且由電勢高的面指向電勢低的面，沒電場線方向電勢減少。

（7）兩個(gè)等勢面永不相交.

規(guī)律措施1、一組概念的理解與應(yīng)用

電勢、電勢能、電場強(qiáng)度都是用來描述電場性質(zhì)的物理，，它們之間有十分親密的聯(lián)絡(luò)，

但也有很大區(qū)別，解題中一定注意辨別，現(xiàn)列表進(jìn)行比較

（1）電勢與電勢能比較：

電勢（p電勢能￡

1反應(yīng)電場能的性質(zhì)的物理量荷在電場中某點(diǎn)時(shí)所具有的電勢能

2電場中某一點(diǎn)的電勢（p的大小，只跟電電勢能的大小是由點(diǎn)電荷q和該點(diǎn)電勢（p

場自身有關(guān)，跟點(diǎn)電荷無關(guān)共同決定的

3電勢差卻是指電場中兩點(diǎn)間日勺電勢之電勢能差A(yù)s是指點(diǎn)電荷在電場中兩點(diǎn)間的

差，AU=（pA—<PB，?。╬B=O時(shí)，（PA=AU電勢能之差A(yù)8=8A—SB=W,取￡B=0時(shí)，

8A=A￡

4電勢沿電場線逐漸減少，取定零電勢點(diǎn)正點(diǎn)荷（十q）：電勢能的正負(fù)跟電勢的正

后，某點(diǎn)日勺電勢高于零者，為正值.某負(fù)相似

點(diǎn)時(shí)電勢低于零者，為負(fù)值

負(fù)電荷（一q）：電勢能的正負(fù)限電勢的正

負(fù)相反

5單位：伏特單位：焦耳

6聯(lián)絡(luò)：￡=q(p,w=As=qAU

（2）電場強(qiáng)度與電勢的對比

電場強(qiáng)度E電勢cp

1描述電場的力的性質(zhì)描述電場的能時(shí)性質(zhì)

2電場中某點(diǎn)日勺場強(qiáng)等于放在該點(diǎn)的正點(diǎn)電場中某點(diǎn)的電勢等于該點(diǎn)跟選定的原則

電荷所受的電場力F跟正點(diǎn)電荷電荷量q位置（零電勢點(diǎn)）間的電勢差，（p=￡/q,cp

的比值-E=F/q,E在數(shù)值上等于單位正電在數(shù)值上等于單位正電荷所具有日勺電勢能

荷所受肚1電場力

3矢量標(biāo)量

4單位：N/C;V/mV(1V=1J/C)

5聯(lián)絡(luò)：①在勻強(qiáng)電場中UAB=Ed（d為A、B間沿電場線方向的距離）.②電勢沿著電

場強(qiáng)度的方向降落

2、公式E=U/d的理解與應(yīng)用

（1）公式E=U/d反應(yīng)了電場強(qiáng)度與電勢差之間的關(guān)系，由公式可知，電場強(qiáng)度的方向就是電

勢減少最快的方向.

（2）公式E=U/d只合用于勻強(qiáng)電場，且d表達(dá)沿電場線方向兩點(diǎn)間的距離，或兩點(diǎn)所在等勢

面的范離.

（3）對非勻強(qiáng)電場，此公式也可用來定性分析，但非勻強(qiáng)電場中，各相鄰等勢面日勺電勢差為

一定值時(shí)，那么E越大處，d越小，即等勢面越密.

3、電場力做功與能量的變化應(yīng)用

電場力做功，可與牛頓第二定律，功和能等相綜合，解題的思緒和環(huán)節(jié)與力學(xué)中的完全

相似，但要注意電場力做功的特點(diǎn)一與途徑無關(guān)

知識簡析一、電場中的導(dǎo)體

1、靜電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場E外中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用定向移

動(dòng)，使得導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量的異種電荷，這種由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在外電場作用下重新

分布的現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。

（在靠近帶電體端感應(yīng)出異種電荷，在遠(yuǎn)離帶電體端感應(yīng)出同種電荷）.由帶電粒子在電

場中受力去分析。

靜電感應(yīng)可從兩個(gè)角度來理解：

①根據(jù)同種電荷相排斥，異種電荷相吸引來解釋；

②也可以從電勢的角度來解釋，導(dǎo)體中的電子總是沿電勢高的方向移動(dòng).

2.靜電平衡狀態(tài)：

發(fā)生靜電感應(yīng)后的導(dǎo)體，兩端面出現(xiàn)等量感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷產(chǎn)生一種附加電場E附，這

個(gè)E附與原電場方向相反，當(dāng)E附增到與原電場等大時(shí)，