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静电场基本知识_ppt.ppt

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静电场,电荷及其守恒定律,自然界中有两种电荷:,两种电荷间的相互作用:,正电荷和负电荷,同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电; 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电.,,物体带电的实质:,原子,原子核,核外电子(负电),,,,,质子(正电),中子(不带电),原来电中性的物体得到电子则带上负电,失去电子的带上正电。实质是电子的转移。,物体带电方法,原因: 不同物质的原子核束缚电子的本领不同,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。,物体带电方法,静电感应的原因:把带电球C移近金属导体A和B时,导体上的自由电子被吸引过来,因此导体A和B带上了等量的异种电荷.感应起电没有创造电荷,而是使物体中的正负电荷分开,将电荷从物体的一部分转移到另一部分.,物体带电方法,,,接触后,再分开,,,接触后,再分开,三种带电方法,(2)感应起电:电荷从物体的一部分转移到另一部分,(3)接触起电:电荷从一个物体转移到另一个物体,(1)摩擦起电:正负电荷的分开和转移,起电的本质,无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,实质是电子的转移,并不是创造电荷。,电荷守恒定律,表述一:电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,系统的电荷总数保持不变.,表述二:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变。,元电荷,电荷量:电荷的多少。单位:库仑 C,最小电荷量:电子所带的电荷量,元电荷:最小电荷量,用e表示,e=1.60x10-19C,所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍。故电荷量不能连续变化。,比荷:带电体的电荷量与质量的比,库仑定律,1、内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.,2、大小:,F=kQ1Q2/r2,3、方向:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.,4、适用条件:,⑴.真空(空气中近似成立),⑵.点电荷,点电荷是一种理想化模型,只有电荷量而没有大小的几何点。,5、应用多个电荷的库仑定律时,应注意:,(1)任何一个电荷所受的库仑力等于周围其他各点电荷对它的作用力的合力。,(2)几个库仑力或库仑力和其他性质的力合成时均遵守平行四边形法则。,电场强度,电 场,万有引力,,超距作用,既不需要媒介,也不需经历时间,而是超越空间直接发生的作用力。,,静电力像万有引力一样,也是一种超距力 超距作用观点不可避免地带来一种神秘色彩,与人类的理智和科学追求不符,电 场,19世纪30年代,法拉第提出:在电荷的周围存在着由它产生的电场,处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。,电荷,电荷,,,,,电场以及磁场已被证明是一种客观存在,并且是互相联系的,统称为电磁场。 变化的电磁场以有限的速度——光速,在空间传播。 它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量,因而场与实物是物质存在的两种不同形式。 本章只讨论静止电荷产生的电场,称为静电场。,电场强度,电场的基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。,电场的强弱是与位置有关的。,,实验中的带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的,称为试探电荷,或检验电荷; 被检验的电场是电荷O所激发的,所有电荷O称为场源电荷,或源电荷。,,,电荷量和尺寸充分小,电场强度,怎样来描述电场的强弱呢? 能否用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱? 不同电荷量的试探电荷,即使在电场的同一点,受到的静电力也不相同。,,,,,,,,,,,,,试探电荷在电场中某点受到的力F很可能与试探电荷的电荷量q成正比: F=Eq E是比例常数,与q无关,电场强度,实验表明:试探电荷在电场中某个位置所受的力,的确与试探电荷的电荷量成正比;在电场的不同位置,比例常数E一般说来是不一样的。,,(1)、电场强度:放入电场中某点的电荷所受的力F与它的电荷量q的比值,叫做这点的电场强度(场强)。 (2)、公式:E=F/q (3)、单位:牛每库(N/C);伏每米(V/m);1V/m=1N/C (4)、方向:电场强度是矢量 其方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同;跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反,比值定义法,点电荷的电场,点电荷是最简单的场源电荷,它激发的电场有什么特点呢?,,,,,,,式中Q是场源电荷大小 如果以Q为中心作一个球面,则球面上各点的电场强度大小相等。,电场强度的叠加,如果场源电荷不只是一个点电荷,那么电场强度又是多少呢? 电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,,,,,,,,,,,,P点的电场强度,等于+Q1在该点产生的电场强度E1与-Q2在该点产生电场强度E2的矢量和,遵循平行四边
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