静电

静电场是高二电磁学的起点。学这一章时，最重要的不是只背库仑定律和电场强度公式，而是建立两条主线：力的主线和能的主线。很多题目其实就是在问，你该从哪条主线切入。

学习目标

• 会用库仑定律分析点电荷间相互作用。
• 会理解电场强度、电势、电势能的物理意义。
• 会处理匀强电场中的受力、加速和偏转问题。
• 会在带电粒子问题中切换“动力学法”和“能量法”。

核心概念

1. 库仑定律

真空中两个点电荷之间的相互作用力：

方向沿两电荷连线。

2. 电场强度

电场强度描述电场的力学性质：

点电荷产生的电场：

匀强电场中：

3. 电势和电势能

• 电势 $\varphi$ 描述电场的能量性质；
• 电势能 $E_p$ 描述电荷在电场中的能量状态。

正电荷沿电场线方向运动时：

• 电场力做正功；
• 电势降低；
• 电势能减少。

两条解题主线

1. 力的主线

适用于：

• 已知场强；
• 关注加速度、速度、位移、偏转轨迹。

常用：

再结合牛顿定律处理。

2. 能的主线

适用于：

• 已知电势差；
• 关注速度变化或动能变化。

常用：

典型例题

例 1：场强计算

试探电荷 $2\,\mathrm{C}$ 受电场力 $6\,\mathrm{N}$，则：

例 2：带电粒子加速

带电粒子从静止经电压 $U$ 加速，若电荷量为 $q$，质量为 $m$，则：

这类题通常优先走能量路线。

易错点

• 把电场方向和负电荷受力方向混淆。
• 以为零势点是唯一的。
• 带电粒子在匀强电场中一律套匀变速直线运动，忽略初速度方向。
• 看见电压就直接算功，却没明确起点和终点。

规则总结

• 电场线方向按正电荷受力方向规定。
• 电场强度是场的性质，与试探电荷无关。
• 能量法常用于加速和减速；动力学法常用于偏转和轨迹。

练习题

1. 基础题：试探电荷 $3\,\mathrm{C}$ 受电场力 $12\,\mathrm{N}$，场强是多少？
2. 提高题：负电荷在电场中的受力方向与电场方向有什么关系？
3. 提高题：带电粒子从静止经 $100\,\mathrm{V}$ 电压加速，为什么可优先用能量法？
4. 综合题：说明电场题中“场强”和“电势”分别对应哪类问题。

参考答案

1. $4\,\mathrm{N/C}$。
2. 相反。
3. 因为电压直接对应电场力做功，能量关系更直接。
4. 场强更多对应力学和受力问题；电势更多对应做功、能量和电势差问题。