【知识点详解】
1. **电荷守恒定律**:这是物理学的基本原理之一,指出电荷在任何物理过程中总量保持不变,不能被创造或消失,只能从一个物体转移到另一个物体或内部转移。
2. **元电荷**:元电荷是电荷的最小单元,其值e = 1.6 × 10^-19 C。所有其他电荷都是元电荷的整数倍。
3. **起电方式**:包括摩擦起电、感应起电和接触起电,这三种方式都是通过电子的转移来改变物体的电荷状态。
4. **库仑定律**:描述了两个点电荷之间的相互作用力,力的大小与两电荷的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,比例常数为K(库仑常数)。
5. **电场强度**:是衡量电场力的强度的物理量,定义为电场中单位正电荷所受的力,E=F/Q。电场强度是矢量,方向是正电荷受力方向。
6. **点电荷电场强度公式**:对于点电荷,电场强度公式为E=KQ/r^2,其中Q是点电荷的电量,r是距离点电荷的距离。
7. **匀强电场电场强度公式**:在匀强电场中,电场强度与电压差成正比,与两点间距离成反比,即E=U/d。
8. **电场线**:电场线是描绘电场分布的可视化工具,电场线的切线方向表示电场强度的方向,密度表示电场强度的大小,电场线从正电荷出发,终止于负电荷。
9. **电势**:电势是描述电场能量性质的量,定义为单位正电荷从该点移动到参考点(通常取无穷远处为零电势点)电场力做的功。
10. **电势差**:电势差等于电荷从一个位置移动到另一个位置时电势能的变化,UAB=φA - φB。
11. **电势能**:电荷在电场中某点的电势能等于将该电荷从该点移至零电势点时电场力所做的功。
12. **电容器电容**:电容器储存电荷的能力,平行板电容器的电容公式为C=Q/U,平行板电容器的电容还与极板面积S、极板间距离d和介质的介电常数ε有关。
13. **电场力做功与电势能关系**:电场力做正功,电势能减少;做负功,电势能增加。
14. **电荷在电场中的偏转**:当电荷垂直进入电场时,沿着电场线方向做匀加速直线运动,垂直于电场线方向做匀速直线运动,形成类平抛运动轨迹。
15. **电场力的功与电势差关系**:电场力做的功等于电荷q乘以电势差,W=qU。
16. **电荷守恒应用**:在解决实际问题中,例如例题1和例题2,需要考虑电荷守恒定律以确定电荷的平衡状态和受力情况。
17. **电场叠加原理**:多个电荷产生的电场可以按矢量加法叠加,遵循平行四边形法则。
18. **电势差计算**:例题3中,计算固定在绝缘球壳内球心的点电荷所受库仑力,需要考虑电荷分布的对称性以及电势的定义。
这些知识点涵盖了高中物理选修课中关于静电场的基础概念、公式和应用,是理解和解决问题的关键。