高中物理电场.ppt

第一节电荷库仑定律 1 两种电荷 带正负电的基本粒子 称为电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 2 元电荷 所带电荷的最小基元 一个元电荷的电量为1 6 10 19C 是一个电子 或质子 所带的电量 说明 任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍 第一章静电场 3 起电方式 摩擦起电 摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果 接触起电 使不带电的物体接触带电物体 则不带电的物体带上了与带电物体相同的电荷 感应起电 把电荷移近不带电的导体 可以使导体带电的现象 叫做静电感应 利用静电感应使物体带电叫做感应起电 光电效应 在光的照射下使物体发射出电子 4 电荷守恒定律电荷既不能创造 也不能被消灭 它们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 系统的电荷总数是不变的 第二节 库仑定律 1 内容 真空中两个点电荷之间相互作用的力 跟它们的电荷量的乘积成正比 跟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 方向由电性决定 同性相斥 异性相吸 2 公式 k 9 0 109N m2 C2静电力常量3 适用条件 1 真空中 2 点电荷 第三节 电场1 定义 存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质 电荷间的作用总是通过电场进行的 2 只要电荷存在它周围就存在电场 电场是客观存在的 它具有力和能的特性 力 电场强度 能 磁通量 3 电场的基本性质 是对放入其中的电荷有力的作用 能使放入电场中的导体产生静电感应现象 4 电场可以由存在的电荷产生 也可以由变化的磁场产生 第四节 电场强度1 定义 放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度 表示该处电场的强弱 E F q单位N C2 方向 与该点正电荷受力方向相同 与负电荷的受力方向相反 电场线的切线方向是该点场强的方向 3 在电场中某一点确定了 则该点场强的大小与方向就是一个定值 与放入的检验电荷无关 即使不放入检验电荷 该处的场强大小方向仍不变 4 电场线定义 在电场中为了形象的描绘电场而人为想象出或假想的曲线 描述E的强弱 疏密 和方向 电场线实际上并不存 但E又是客观存在的 电场线是人为引入的研究工具 电场线是人为引进的 实际上是不存在的 切线方向表示该点场强的方向 也是正电荷的受力方向 静电场电场线有始有终 始于 终止于 或无穷远 从正电荷出发到负电荷终止 或从正电荷出发到无穷远处终止 或者从无穷远处出发到负电荷终止 疏密表示该处电场的强弱 也表示该处场强的大小 越密 则E越强 匀强电场的电场线平行且等间距直线表示 没有画出电场线的地方不一定没有电场 沿着电场线方向 电势越来越低 但E不一定减小 沿E方向电势降低最快的方向 电场线 等势面 电场线由高等势面批向低等势面 静电场的电场线不相交 不终断 不成闭合曲线 但变化的电场的电场线是闭合的 电场线不是电荷运动的轨迹 也不能确定电荷的速度方向 除非三个条件同时满足 电场线为直线 v0 0或v0方向与E方向平行 5 几种典型电场 第五节电势能1 概念 由电荷及电荷在电场中的相对位置决定的能量 叫电荷的电势能 Ep电势能具有相对性 与零参考点的选取有关 通常选地面或 远为电势能零点 特别指出 电势能实际应用不大 常实际应用的是电势能的变化 电荷在电场中某点的电势能等于静电场力把电荷q从该点移动到零电势能位置所做的功 2 电势必须先选一个零势点 具有相对性 相对零势点而言 常选无穷远或大地作为零电势 正点电荷产生的电场中各点的电势为正 负点电荷产生的电场中各点的电势为负 定义 电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值叫做该点的电势 是标量 用 表示 在数值上 Ep q电势的单位是伏特V 3 等势面1 电场中电势相等的点所组成的面为等势面 2 特点 1 各点电势相等 等势面上任意两点间的电势差为零 在等势面上移动电荷 不论方式如何 只要起终点在同一等势面上 电场力不做功电场力做功为零 路径不一定沿等势面运动 但起点 终点一定在同一等势面上 2 处于静电平衡状态的导体 整个导体是一个等势体 其表面为等势面 E内 0 任两点间UAB 0越靠近导体表面等势面越密 形状越与导体形状相似 等势面越密电场强度越大 曲率半径越小 越尖 的地方 等势面 电场线 都越密 这就可解释尖端放电现象 如避雷针 3 匀强电场 电势差相等的等势面间距离相等 点电荷形成的电场 电势差相等的等势面间距不相等 越向外距离越大 4 等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等 5 电场线上等势面 由电势高的面指向电势低的面 沿电场线方向电势降低 6 两个等势面永不相交 7 画法规定 相邻等势面间的电势差相等 等差等势面的疏密可表示电场的强弱 4 电势差 电场中两点间的电势的差值叫做电势差 也叫电压即UAB A B亦可 UBA B AUAB UBA电势差可以是正值也可以是负值电场中两点间移动检验电荷q 从A B 电场力做的功WAB跟其电量q的比值叫做这两点间的电势差 UAB WAB q是标量 UAB的正负只表示两点电势谁高谁低 UAB为正表示A点的电势高于B点的电势 5 静电平衡发生静电感应后的导体 两端面出现等量感应电荷 感应电荷产生一个附加电场E附 这个E附与原电场方向相反 当E附增到与原电场等大时 即E附与E外 合场强为零 自由电子定向移动停止 这时的导体处于静电平平衡状态 内部场强处处为零 电场线在导体内部中断 净电荷分布在导体的外表面 内部没有净电荷 是一个等势体 表面是一个等势面 导体表面上任意两点间电势差为零 6 电容电容器 是一种电子元件 1 定义 C 电容器所带的电量跟它的两极间的电势差的比值叫做电容器的电 C Q