高二物理：高中物理学业水平考试要点解读(七)思维导图

要点解读七：

第8章 电场 电流

一、电荷

1．认识电荷

（1）自然界有两种电荷：正电荷和负电荷。

（2）元电荷：任何带电物体所带的电荷量都是e的整数倍，电荷量e叫做元电荷。

（3）点电荷：与质点一样，是理想化的物理模型。只有当一个带电体的形状、大小对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，才可以视为点电荷。

（4）电荷的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2．电荷的转移

（1）起电方式：主要有摩擦起电、感应起电和接触起电三种。

（2）起电本质：电子发生了转移。

构成物质的原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成。一般情况下，原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，整个原子显电中性。起电过程的实质都是使电子发生了转移，从而破坏了原子的电中性，得到电子的物体（或物体的一部分）带上负电荷，失去电子的物体（或物体的一部分）带上正电荷。

3．电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量不变。

4．电荷的分布：带电体突出的位置电荷较密集，平坦的位置电荷较稀疏，所以带电体尖锐的部分电场强，容易产生尖端放电。避雷针就是利用了尖端放电的原理。

5．电荷的储存

（1）电容器：两个彼止绝缘且相互靠近的导体就组成了一个电容器。在两个正对的平行金属板中间夹一层绝缘物质——电介质，就形成了一个最简单的平行板电容器。电容器是储存电荷的容器，电容器两极板相对且靠得很近，正负电荷相互吸引，使得两极板上留有等量的异种电荷——电容器就储存了电荷。

（2）电容：电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量。在相同电压下，储存电荷多的电容器电容大；电容的大小由电容器的形状、结构、材料决定；不加电压时，电容器虽不储存电荷，但储存电荷的本领还是具备的——仍有电容。

6．库仑定律：

（1）内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。其表达式：。

（2）适用条件：Q1、Q2为真空中的两个点电荷。

带电体都可以看成由许多点电荷组成的，根据库仑定律和力的合成法则，可以求出任意两个带电体之间的库仑力。

二、电场

1．电场：电荷周围存在电场，电荷间是通过电场发生相互作用的。

物质存在有两种形式：一种是实物，一种是场。电场虽然看不见摸不着，但它也是一种客观存在的物质，它可以通过一些性质而表现其客观存在，如在电场中放入电荷，电场就对电荷有力的作用。

2．电场强度

（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值。其定义式：。

（2）物理意义：电场强度是反映电场的力的性质的物理量，与试探电荷的电荷量q及其受到的静电力F无关。它的大小是由电场本身决定的；方向规定为正电荷所受电场力的方向。

（3）基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电场力。

3．电场线：电场线是人们为了形象描述电场而引入的假想的曲线，电场线的疏密反映了电场的强弱，电场线上每一点的切线方向表示该点的电场方向 。

不同电场的电场线分布是不同的。静电场的电场线从正电荷或无穷远发出，终止于无穷远或负电荷；匀强电场的电场线是一簇间距相同、相互平行的直线。

三、电流

1．电流：电荷的定向移动形成电流。

（1）形成电流的条件：要有自由移动的电荷，如：金属导体中有可以自由移动的电子、电解质溶液中有可以自由移动的正、负离子；导体两端要有电压，即导体内部存在电场。

（2）电流的大小：通过导体横截面积的电量Q与所用时间t的比值。其表达式：。

（3）电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。但电流是标量。

2．电源：电源的作用就是为导体两端提供电压，电源的这种特性用电动势来表示。

电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。不同电源的电动势一般不同。

从能量的角度看，电源就是把其它形式的能转化为电能的装置，电动势反映了电源把其它形式的能转化为电能的本领。

3．电流的热效应：电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化成内能，这就是电流的热效应。

（1）焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比。其表达式：。

（2）热功率：在物理学中，把电热器在单位时间内消耗的电能叫做热功率。其表达式： ，对于纯电阻电路，还可表示为。