Question

大学物理求电场强度的几种方法，并阐述所包含的物理思想。

Answer 1

2.库仑定律：F＝kQ1*Q2/r^2
（在真空中）
　　｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×10^9N·m^2/C^2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝
　　3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式,场强是本身的性质与电场力和电量无关)
　　｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝
　　4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2
｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝
　　5.匀强电场的场强E＝UAB/d
｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝
　　6.电场力：F＝q*E
｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝
　　7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q
　　8.电场力做功：WAB＝q*UAB＝Eq*d
　　｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝
　　9.电势能：
EA＝q*φA
｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝
　　10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA
｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝
　　11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-q*UAB
(电势能的增量等于电场力做功的负值)
　　12.电容C＝Q/U(定义式,计算式)
｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝
　　13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd
（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ε：介电常数）
　　常见电容器
　　14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK
或
qU＝mVt2/2，
Vt＝(2qU/m)1/2
　　15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)
　　类平抛
垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d)
　　运动
平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m
　　注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；
　　(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；
　　(3)常见电场的电场线分布要求熟记；
　　(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；
　　(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；
　　(6)电容单位换算：1F＝10^6μF＝10^12pF；
　　(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；
　　(8)其它相关内容：静电屏蔽
/
示波管、示波器及其应用
/
等势面/尖端放电等。
　　(9)电场强度E=U/d=4πkQ/εS,并且做功W=U*q

Answer 2

大学物理中所处理的带电体多半不能看成点电荷，求电场的方法有：
1 利用点电荷Q的场强公式 E=kQ/r^2 , 将连续带电体分割成电荷元dq，然后用积分计算带电体的场强；
此方法还可以拓展为利用已知带电体的电场，求更大带电体的电场。如把无限大的面状带电体分割成许多无限长的线状带电体，由无限长的线状带电体的场强积分求该带电平面的场强；
2 对具有对称性的物体，用高斯定理求场强；
3 在已知电势时，利用电势梯度求场强；
4 对多个点电荷（即点电荷系），利用场强叠加原理求场强 E=E1+E2……（矢量叠加）

Answer 3

1、试探电荷受力检测场强：E=F/q 电场中的电荷受到力的作用 也是电场的性质
2、点电荷的相互作用计算场强：E=kqQ/r^2 电荷间存在相互作用力
3、平板电容间匀强电场 E=U/d 电场中电势差取决于两点间间距与电场强度 利用电势差即可计算电势能 从能量角度解释电场