物理Ⅰ›电与磁

电场与电位

Electric Field and Electric Potential

什么是电场?
⚡ 看不见的力的区域
①如同磁体周围有磁场,电荷周围有电场
②在电场中放置另一电荷便会受力
③电场强度E=单位正电荷(+1C)所受力
④比喻:电场是"看不见的风" — 电荷被风推动
电场线与等电位面
3 C
💡 电场线规则
①从(+)出发,进入(−)
②线越密电场越强(密度=强度)
③电场线互不相交
④等电位面恒垂直于电场线
⑤距离2倍 → 密度1/4 → E也1/4(平方反比)
库仑定律与电场公式
5
库仑定律
F = kQ₁Q₂r²
k = 9×10⁹ N·m²/C²、同号相斥、异号相吸
电场强度
E = kQr² [N/C = V/m]
距点电荷Q为r处的电场
📐 核心关系
①F = qE — 电场中电荷所受力=电荷×电场
②距离2倍 → 力1/4(平方反比)
③电场叠加:多电荷电场矢量相加
④同向 → 合力大、反向 → 合力小
电位与电场的关系
电位(电势)
V = kQr [V]
将单位正电荷从无穷远移至r所需的功
电场与电位差
E = -ΔVΔr
电场=电位变化率 — 与山坡坡度同概念
🏔️ 地形比喻
①电位=高度:正电荷从高处(+)向低处"滚"
②电场=坡度:坡陡(ΔV大) → 力大=电场强
③等电位面=等高线:沿同一高度移动 → 不做功(力⊥位移)
④正电荷周围:越近电位越高 / 负电荷:越近越低
总结
电场
E = kQr²
N/C
电位
V = kQr
V (伏特)
🎯 考试重点
①库仑定律:F = kQ₁Q₂/r²(同号→斥力,异号→引力)
②电场:E = kQ/r² — 距离的平方反比(矢量!)
③电位:V = kQ/r — 距离的反比(标量!)
④沿等电位面移动 → 不做功(力与位移垂直)
⑤电场方向 = 电位下降方向(高→低)