1.均匀带电球壳内外的电场
(1)均匀带电球壳内部的场强处处为零。
(2)均匀带电球壳外任意一点的场强公式为
。
式中r是壳外任意一点到球心距离,Q为球壳带的总电量。
2.计算电势的公式
(1)点电荷电场的电势
若取无穷远处(r =∞)的电势为零,则:φ=k 。φ 。
式中Q为场源电荷的电量,r为场点到点电荷的距离。
(2)半径为R、电量为Q的均匀带电球面的在距球心r处的电势
φ=k , (r≥R), φ=k (r<R)
3.场强叠加和电势叠加
(1)电场强度是电场中空间位置的矢量函数。电场强度是矢量,场强叠加需要按照矢量运算的平行四边形定则进行。在进行场强叠加时要充分利用对称性,可减小计算量。
(2)电势是电场中空间位置的标量函数。电势是标量,电势叠加按照标量运算的代数法进行。若场源是由若干个点电荷所组成的电荷体系,则它们的合电势为各个点电荷单独存在时电势的代数和。
4.电势随空间分布图象
所谓φ-x图象是指静电场中电势φ随x变化情况图象。由E=U/d可知,φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小。根据φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小判断电场强度(或电场强度分量)的大小。若图象某段平行x轴,表明电势φ在该段不随x变化,电场强度沿x轴方向分量为零,空间各点场强与x轴垂直。
5、电场中的能量守恒。力学中,在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能相互转化,动能和重力势能之和保持不变,称为机械能守恒定律。在电学中,类似有:在只有电场力做功的情形下,物体的动能和电势能相互转化,动能和电势能之和保持不变;在只有电场力和重力做功的情形下,物体的动能、重力势能和电势能相互转化,动能、重力势能和电势能之和保持不变。我们可以称为电场中的能量守恒定律。
6.电容器
(1)电容器的电容
充满均匀电介质的平行板电容器的电容 或 。
推论: 。
平行板电容器中中插入厚度为d1的金属板 。
(2)电容器的联接
串联: ;并联: 。
(3)电容器的能量
。
典例精析
典例1.静电学理论指出,对于真空区域,只要不改变该区域内的电荷分布及区域边界的电势分布,此区域内的电场分布