高中物理 电场与电位
电场是电荷周围空间具有的、能对其他电荷施加力的性质。就像磁铁周围有磁场一样，电荷周围有电场。
把另一个电荷放进电场就会受力，电场强度规定为放在该处的 +1 C 所受的力。
电场强度与距离的平方成反比，电势与距离成反比；把电势相等的点连起来得到的等势面，总是与电场线垂直。
拖动电荷量滑块，电场线的条数和方向以及 2 m、4 m 处的电场强度都会变化；拖动距离滑块，可以用横条看到两个电荷之间的引力怎样随距离的平方成反比地减小。
什么是电场
⚡ 看不见的力的区域
①就像磁铁周围有磁场，电荷周围有电场
②把另一个电荷放进电场就会受力
③电场强度 E 是放在该处的 +1 C 所受的力的大小
④电场是有方向的矢量，电势是只有大小的标量
电场线与等势面
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点电荷周围的电场线，以及距离 2 m、4 m 处的等势面💡 电场线的规律
①电场线从正电荷出发，终止于负电荷
②电场线越密，电场越强
③电场线彼此不相交
④等势面总是与电场线垂直
⑤距离变为 2 倍时，同样多的电场线分布在面积为 4 倍的球面上，所以 E 变为 1/4
库仑定律与电场
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两个电荷之间的电场线，以及随距离减弱的引力库仑定律
F = kQ₁Q₂r²
k = 9 × 10⁹ N·m²/C²。同种电荷相斥，异种电荷相吸
电场强度
E = kQr² [N/C = V/m]
距点电荷 Q 为 r 处的电场
📐 关键关系
①电场中的电荷受力 F = qE
②两电荷间距离变为 2 倍时，力变为 1/4
③多个电荷产生的电场按矢量相加
④图中的横条表示以距离 2 时的力为基准的 (2/r)² 倍
电势与电场
电势
V = kQr [V]
把 +1 C 从无穷远处移到距离 r 处所需的功
电场与电势差
E = -ΔVΔr
电场是电势随距离的变化率，方向指向电势降低的一侧
🏔️ 用地形来比喻
①电势就像高度，正电荷从电势高处向低处运动
②电场就像坡度，电势变化越急的地方电场越强
③等势面就像等高线，沿着它移动时电场力做功为 0
④正电荷周围越近电势越高，负电荷周围越近电势越低
例题
例题 1
在电场强度为 200 N/C 的地方放一个 +0.5 C 的电荷，它受到的电场力是多少？
2代入 q = 0.5 C，E = 200 N/C。
F = 0.5 × 200 = 100 N
▸ 100 N
正电荷受力方向与电场相同，负电荷受力方向与电场相反。
例题 2
间距 0.02 m 的平行板之间加 100 V 电压，两板之间匀强电场的强度是多少？
1平行板之间的匀强电场用 E = V/d 求。
E = Vd
2代入 V = 100 V，d = 0.02 m。
E = 1000.02 = 5000 V/m
▸ 5000 V/m（= 5000 N/C）
平行板之间各处都有 E = V/d；V/m 与 N/C 是同一单位。
小结
韩国高考类题改编
与点电荷的距离变为 2 倍时，该点的电场强度如何变化？
①变为 2 倍
②变为 12 倍
③变为 4 倍
④变为 14 倍
⑤不变
▸ ④ 变为 14 倍
1点电荷的电场 E = kQ/r²，与距离的平方成反比。
E = kQr2
2r 变为 2 倍时 r² 变为 4 倍，所以 E 变为 1/4。
r→2r ⇒ E ∝ 1(2r)2 = 14E
🎯 考试要点
①库仑定律 F = kQ₁Q₂/r² 中，同种电荷相斥，异种电荷相吸
②电场 E = kQ/r² 是与距离平方成反比的矢量
③电势 V = kQ/r 是与距离成反比的标量
④沿等势面移动时电场力做功为 0
⑤电场方向是电势降低的方向
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