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高中物理电场公式总结

电场基本概念与性质

匀强电场公式解析

点电荷形成电场公式解析

电场强度叠加原理

电场力做功与能量变化关系

总结回顾与拓展延伸

目录

01

电场基本概念与性质

电场定义

电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，它虽然不是由分子原子所构成的，但它却是客观存在的特殊物质，具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。

电场特点

电场对放入其中的电荷有力的作用，这种力称为电场力。电场具有方向和强度，是一种矢量场。电场中某一点的电场强度与放入该点的电荷无关，由电场本身决定。

电场是由电荷产生的，静止电荷产生静电场，变化磁场产生涡旋电场。电荷的周围存在电场，电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

电荷在电场中会受到电场力的作用，力的大小与电荷的电量和电场强度有关。正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反。

电荷与电场关系

电荷在电场中受力

电荷产生电场

电场线是为了直观形象地描述电场分布而在电场中引入的一些假想的曲线。曲线上每一点的切线方向和该点电场强度的方向一致。

电场线定义

电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷的曲线。电场线不闭合，不相交，也不向里或向外偏折。电场线某点的切线方向表示该点场强的方向，电场线的疏密表示电场的强弱。

电场线特点

电势定义

电势是电场中某一点的电势能与电荷量的比值，是描述电场能的性质的物理量。电势的大小与零电势点的选取有关。

电势能定义

电势能是电荷在电场中所具有的势能。电势能的大小与电荷的电量、电势以及电荷的正负有关。在电场中，电势能的变化与路径无关，只与初末位置有关。

电势与电势能概念

02

匀强电场公式解析

匀强电场是指在某个区域内各处场强大小相等、方向相同的电场。

定义

在匀强电场中，电场线是平行且等间距的直线，电场强度矢量大小处处相等，方向一致。

特点

匀强电场定义及特点

匀强电场中场强计算公式E=U/d

公式含义

E表示电场强度，U表示两点间的电势差，d表示这两点间沿电场线方向的距离。此公式用于计算匀强电场中的电场强度。

注意事项

在使用此公式时，需要注意d必须是沿电场线方向的距离，而不是两点间的直线距离。

关系

在匀强电场中，两点间的电势差与这两点间沿电场线方向的距离成正比。即U=Ed，其中E为电场强度，d为沿电场线方向的距离。

推导

此关系式可由电场强度的定义和匀强电场的特点推导得出。

匀强电场中电势差与距离关系

平行板电容器

01

平行板电容器之间的电场可以近似看作匀强电场，通过测量两极板间的电势差和距离，可以计算出电场强度。

电子在匀强电场中的运动

02

电子在匀强电场中受到恒定的电场力作用，因此可以做匀变速直线运动或类平抛运动。通过研究电子在匀强电场中的运动规律，可以进一步了解电场对电荷的作用。

静电除尘

03

利用匀强电场使空气中的尘埃粒子带电，并在电场力的作用下向电极移动，从而达到除尘的目的。

实际应用举例

03

点电荷形成电场公式解析

点电荷定义及性质

点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体本身的线度和形状对所研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。

点电荷具有电荷量，其电场分布遵循一定的规律，可以用电场强度等物理量来描述。

VS

公式中E表示电场强度，k为静电力常量，q为点电荷的电荷量，r为距离点电荷的距离。

该公式描述了点电荷周围电场强度与距离和电荷量的关系，是电场理论中的重要公式之一。

点电荷形成电场中场强计算公式E=kq/r^2

随着距离r的增大，电场强度E逐渐减小。说明点电荷对周围电场的影响随着距离的增加而逐渐减弱。

电量q越大，电场强度E越大。说明点电荷的电荷量越大，对周围电场的影响越强烈。

距离r

电量q

影响因素分析：距离r和电量q

实际应用举例

点电荷模型在电场理论、电路设计等领域有广泛应用。

例如，在研究两个带电体之间的相互作用时，可以将它们视为点电荷，利用点电荷的电场公式进行计算和分析。

又如，在电路设计中，可以利用点电荷的电场公式计算电场强度和电势差等参数，为电路设计提供依据。

04

电场强度叠加原理

叠加原理是指在任何线性系统中，几个独立作用产生的效应，等于每个作用单独产生的效应之和。

在电场中，如果有多个电荷同时存在，它们各自在空间中某点产生的电场强度可以矢量相加，从而得到该点的合电场强度。

叠加原理适用于任何形状的带电体，只要它们之间的距离远大于带电体本身的尺寸。

叠加原理概念及适用范围

具体计算时，需要知道每个点电荷的电量、位置以及该点到观察点的距离。

通过库仑定律可以计算出每个点电荷在观察点产生的电场强度大小和方向，然后进行矢量相加即可得到合电场强度。

对于多个点电荷，在空间中某点产生的电场强度可以通过对每个点电荷在该点产生的电场强度进行矢量相加得到。

多个点电荷产生电场