[TOC]
##前注
\(\varphi, U_{AB}, E_p, q\)均为标量，有正负号，并带正负号计算
\(E, f, q（用E,f 导出）\)均为矢量，不带正负号，且计算带绝对值
比值法定义特点：和这两个比值有关，跟单个量无关（即无对应关系）
##起电方式——遵循电荷守恒定律

1. 摩擦起电
2. 感应起电
3. 接触起电

原电荷和点电荷

1. 元电荷(e)：电子（或质子）的电荷量的大小\(e=1.6*10^{19} C\)
2. 点电荷是一种理想化模型，若带电体大小、形状与他们之间的距离相比可忽略不计时，带电体可看做点电荷

##库仑定律

1. 公式
   \(F=k\frac{q_1q_2}{r^2}\)
2. 适用于计算真空中两个点电荷之间的相互作用力

##电场及电场强度（场强）

1. 电场是存在于电荷周围的一种特殊物质形态，电荷间作用力通过电场产生
2. 电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，同时使放入其中的电荷具有能量
3. 场强公式 （Q为场源电荷的电荷量，r为某点到场源电荷的距离，k为静电力常量，前者为公式一，后者为公式二）
   \(E=\frac{F}{q}=k\frac{Q}{r^2}\)
4. 场强方向：如果以Q为中心，r为半径作一球面，则球面上各点的电场强度大小相等。当Q为正电荷时，E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向内。
   注意：公式二仅适用于真空中点电荷电场，而公式一适用于任何电场

场强的矢量叠加

电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同产生时，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时在该点产生电场强度的矢量和。如图所示

##电场线

1. 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线
2. 电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线越密，场强越大

   

3. 曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度的方向
4. 特点
   1. 电场线起源于正电荷（或无限远），终止于无限远（或负电荷）
   2. 不闭合不相交
   3. 电场线垂直于等势面，沿电场线方向电势降低最快
   4. 电场线不是电荷在电场中受电场力而运动时的轨迹
5. 电场线示意
   1. 孤立点电荷
   2. 等量异种电荷
   3. 等量同种电荷
   4. 匀强场
   5. 一个电荷和一个平行板

##匀强电场
公式
\(E=\frac{U}{d} \)

1. d为沿电场方向的距离
2. 反映了电场强度与电势差之间的关系：场强的方向就是电势降低最快的方向

静电力做功

1. 特点：与路径无关，只与始末位置有关
2. 计算方法：
   1. 由公式\(W=qEx cos \theta\)计算，只适合匀强电场
   2. 由公式\(W=qU\)计算，适用于任何形式的静电场
   3. 由动能定理计算，即\(W_{静电力}+W_{其他力}=\Delta E_k\)
   4. 由电势能的变化计算，即\(W=E_{p1}-E{p2}\)

##电势能

1. 定义：电荷在电场中具有的势能
2. 电场力做功与电势能变化的关系 \(W_{静电力}=-\Delta E_p\)

##电势

1. 定义：电荷q在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量的比值
2. 公式：（单位：伏特V）\(\varphi = \frac{E_p}{q}\)
3. 电势高低的判定：
   1. 沿电场线的方向，电势越来越低
   2. 由电势差来判定，取B点所在等势面的电势为零，则\(\varphi = \frac{E_p}{q}\)，将E_p和q的正负号带入计算

##等势面

1. 定义：电场中电势相同的各点构成的面
2. 特点：
   1. 等势面是人们虚拟出来用于形象描述电场的工具
   2. 等势面不相交在同一等势面上移动电荷，电场力不做功（电势差为零）
   3. 处于静电平衡状态的导体是等势体，表面是等势面。
   4. 两等量异种电荷连线的中垂线与无限远处电势相等，即电势为零

##电势差

1. 电场中两点间电势的差值，也叫电压
2. 公式
   \(U_{AB}=\varphi_A-\varphi_B, U_{BA}=\varphi_B-\varphi_A, U_{AB}=-U_{BA}\)

##电势与电场强度的关系

1. 电势反映电场能的特性，而电场强度反映电场力的特性
2. 电势是标量，具有相对性，而电场强度是矢量，不具有相对性，两者叠加时运算法则不同
3. 电势的正负有大小的含义，而电场强度的正负表示方向，并不表示大小
4. 电势与电场强度的大小没有必然的联系，根某点的电势为零，电场强度不一定为零，反之亦然
5. 电势和电场强度都是由电场本身的因素决定的，与检验电荷无关
6. 在匀强电场中存在关系\(U＝Ed\)

##静电感应
把金属导体放入电场中，由于导体内的自由电子受库仑力的作用而定向移动，使导体的两个端面出现等量的异种电荷，这种现象叫静电感应。
##静电平衡状态

1. 定义发生静电感应的导体两端面感应出等量异种电荷形成一附加电场E'，当附加电场与外电场的合场强为 0 时（即E'的大小等于E₀的大小，而方向相反），自由电子的定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。
2. 导体处于静电平衡状态的特点
   1. 导体内部各点的场强为零。
   2. 导体表面任意点的场强方向与该表面垂直。
   3. 导体为等势体，导体表面为等势面。
   4. 带电导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面。
   5. 在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。

##静电屏蔽
把一个电学仪器放在密闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内电场强度保持为0，外电场对壳内的仪器不会产生影响，金属壳的这种作用叫静电屏蔽。
##电容器 平行板电容器

1. 电容器定义：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。
2. 电容器的充电和放电
   1. 充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板分别带上等量异种电荷的过程叫充电。充电过程中电容器所带的电荷量增加，板间电压增加，电能转化
   2. 放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器又不带电了，这个过程叫放电。放电过程中电容器所带的电荷量减少，板间电压降低，电场能转化为电能。
3. 平行板电容器
   1. 平行板电容器的电容C跟电介质的相对介电常数成正比，跟两极板的正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。
   2. 公式 \(C=\frac{\varepsilon_rS}{4\pi kd}\)

##电容

1. 定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电压U的比值，叫电容器的电容，用C表示
2. 公式
3. 电容的单位:国际单位制单位是法拉（F），因单位较大，分为μF和PF
   1F=106μF=1012PF
4. 电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质决定的，与电容器是不是带电无关