大学物理静电场总结

1、第七章、静电 场一、两个基本物理量（场强与电势)1、电场强度、 试验电荷在电场中不同点所受电场力得大小、方向都可能不同；而在同一点，电场力得大小与试验电荷电量成正比 , 若试验电荷异号 , 则所受电场力得方向相反。我们就用来表示电场中某点得电场强度，用? 表示 ,即对电场强度得理解：反映电场本身性质，与所放电荷无关。得大小为单位电荷在该点所受电场力, 得方向为正电荷所受电场力? ?得方向。单位为 NC或 V/ 电场中空间各点场强得大小与方向都相同称为匀强电场、点电荷得电场强度以点电荷 所在处为原点， 任取一点 ( 场点），点 O到点 P 得位矢为 r , 把试 ? 验电荷 q 放在 P 点，有

2、库仑定律可知 , 所受电场力为：常见电场公式无限大均匀带电板附近电场：2、电势、 电场中给定得电势能得大小除与电场本身得性质有关外，还与检验电荷有关 , 而比值则与电荷得大小与正负无关，它反映了静电场中某给 ? ? 定点得性质。为此我们用一个物理量电势来反映这个性质 . 即、对电势得几点说明单位为伏特 V通常选取无穷远处或大地为电势零点， 则有 : ? ? 即 P 点得电势等于场强沿任意路径从 P 点到无穷远处得线积分。常见电势公式点电荷电势分布：半径为 R 得均匀带点球面电势分布:? ? ?二、四定理1、场强叠加定理点电荷系所激发得电场中某点处得电场强度等于各个点电荷单独存在时对? 该点得电

3、场强度得矢量与 . 即2、电势叠加定理、 、 分别为各点电荷单独存在时在 P 点得电势点电荷系 ? 得电场中 , 某点得电势等于各点电荷单独 存在时在该点电势得代数与。3、高斯定理在真空中得静电场内 , 通过任意封闭曲面得电通量等于该闭合曲面包围得所有电荷得代数与除以说明 :高斯定理就是反映静电场性质得一条基本定理。通过任意闭合曲面得电通量只取决于它所包围得电荷得代数与。高斯定理中所说得闭合曲面，通常称为高斯面。三、静电平衡1、静电平衡当一带电体系中得电荷静止不动 , 从而电场分布不随时间变化时 , 带电体系即达到了静电平衡 .说明 :导体得特点就是体内存在自由电荷。在电场作用下，自由电荷可以

4、移动， ? 从而改变电荷分布 ; 而电荷分布得改变又影响到电场分布 . 均匀导体得静电平衡条件：体内场强处处为零。导体就是个等势体 , 导体表面就是个等势面。导体外靠近其表面得地方场强处处与表面垂直。2、静电平衡时导体上得电荷分布在达到静电平衡时，导体内部处处没有净电荷，电荷只分布在导体得表面。说明：在静电平衡状态下 , 导体表面之外附近空间得场强与该处导体表面?得面电荷密度得关系为 :表面曲率得影响 ( 孤立导体 ) 表面曲率较大得地方 ( 突出尖锐 ) ，较大 ; 曲率较小得地方 ( 较平坦），较小3、导体壳腔内无带电体当导体壳内没有其她带电体时， 在静电平衡下，导体壳得内表面上处处 ?

5、没有电荷，电荷只能分布在外表面 ; 空腔内没有电场腔内有带电体当导体壳腔内有其她带电体时 , 在静电平衡状态下 , 导体壳得内表面所 ? 带电荷与腔内电荷得代数与为 0静电屏蔽封闭导体壳（不论接地与否）内部得电场不受外电场得影响；接地封闭导体壳 ( 或金属丝网）外部得场不受壳内电荷得影响。四、电通量、电容及电场中得能量计算1、电通量取电场中任一面元 , 通过此面元得电场线条数即定义为通过这一面元得电通量通过任意曲面得电通量为:对封闭曲面来说，并且 , 对于封闭曲面， 取其外法线矢量为正方向， 即穿入为负、 穿出为正 . 2、电容使导体每升高单位电势所需要得电量单位 : 法拉 F、电容就是与导体

6、得形状、大小有关得一个常数, 与 q、 V 无关3、电容器两个带有等量异号电荷得导体所组成得系统。说明 :电容器得电容与两导体得尺寸、形状、相对位置有关通常在电容器两金属极板间夹有一层电介质，也可以就就是空气或真空。? 电介质会影响电容器得电容 . 平行板电容器球形电容器4、静电场中得能量电容器得电能为 :能量密度 ( 单位体积内得电场能量）为：五、静电场中得电介质电介质即绝缘体。电介质内没有可以自由移动得电荷。 在电场作用下 , 电介?质中得电荷只能在分子范围内移动1、电介质得极化在电场中 , 电介质表面上出现电荷分布, 由于这些电荷仍束缚在每个分子中 , 故称之为束缚电荷或极化电荷。无极分子 : 分子正负电荷中心重合；有极分子 : 分子正负电荷中心不重合.2、极化强度矢量电偶极子排列得有序程度反映了介质被极化得程度, 排列得越有序说明被?极化得越厉害。量度了电介质极化状态( 极化程度、极化方向)单位 :3、电解质极化规律对于大多数各向同性介质, 有：其中为极化率, 与电介质得种类有关4、有电介质时得高斯定理定义为相对电容率，为