电场
電場
电场章从库仑力出发，建立电场和电位两种互补的描述，再研究静电平衡中的导体与介质，最后进入电容器。持续电流从下一章开始。
学习目标
- 能分别用矢量叠加电场、用代数和叠加电位
- 能用等势、屏蔽与束缚电荷解释导体和介质行为
- 能根据是否连接电源判断电容器的电荷、电压和能量变化
按〈库仑力〉→〈电场与电场线〉→〈电位与电位差〉建立基础，再读〈电场中的导体与介质〉，最后用〈电容器〉综合。
- 1库仑力静電気力F = k q₁q₂ / r²，方向沿两电荷连线，同号相斥异号相吸。r 是距离而非距离的平方，代入前先确认单位是米。多个电荷时用矢量叠加，不能直接相加大小。
- 2电场与电场线電場E = F / q，方向定义为正电荷受力的方向。点电荷的场 E = kQ/r²；平行板之间是匀强电场 E = V/d。电场线密处场强大，且永不相交。
- 3电位与电位差電位V = U / q，单位伏特。只有电位差有物理意义，零点可任选。电场沿场线方向电位降低；匀强电场中 V = Ed。电荷在电场中移动，静电力做功 W = qΔV，与路径无关。
- 4电场中的导体与介质電場の中の物体静电平衡时导体内部 E = 0、整体是一个等势体，净电荷只分布在外表面。介质放进电场则发生极化，内部场被削弱但不为零，削弱倍数就是相对介电常数 εr。
- 5电容器コンデンサーC = ε₀εrS/d，与 Q、V 无关。储能 U = ½QV = ½CV² = Q²/2C，三个写法按「什么量固定」选。电容器串联电荷相同、并联电压相同，与电阻的规律恰好相反。