全日制普通高级中学物理选修第一章静电场

1、全日制普通高级中学物理选修全日制普通高级中学物理选修3-1 第一章第一章 静电场静电场第一节第一节 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律电电 磁磁 学学克拉玛依实验中学克拉玛依实验中学 赖小平赖小平使物体带电的方法有那几种?1.摩擦起电摩擦起电2.接触带电接触带电3.感应起电感应起电带有等量的异种电荷带有等量的异种电荷实质实质: 电荷发生转移.得到电子带负电,失去电子带正电.相同的物体将平分电荷相同的物体将平分电荷正电荷正电荷负电荷负电荷静电感应静电感应1.概念概念:把电荷移近不带电的导体而使导把电荷移近不带电的导体而使导体带电的方法叫体带电的方法叫静电感应静电感应. 利用静电感应使物体带电的方法

2、叫利用静电感应使物体带电的方法叫感应感应起电起电2.感应起电的物体两端带有感应起电的物体两端带有等量的异种等量的异种电荷电荷 静电感应静电感应: 电荷即不能创造电荷即不能创造,也不能消灭也不能消灭,只能从只能从一个物体转移到另一个物体一个物体转移到另一个物体,或者从物体或者从物体的一部分转移到另一部分的一部分转移到另一部分,在转移的过程在转移的过程中中,电荷的总量保持不变电荷的总量保持不变.这个结论就是这个结论就是电荷守恒定律电荷守恒定律.电荷守恒定律：电荷守恒定律：1.元电荷是电荷量的最小单位元电荷是电荷量的最小单位,即一个质子或一即一个质子或一个电子的电荷量个电子的电荷量2.元电荷量元电荷

3、量:e = 1.60 x10-19c3.任何一个物体所带的电荷量一定是元电荷的任何一个物体所带的电荷量一定是元电荷的整数倍整数倍:q = ne4.电子的电荷量电子的电荷量e和电子质量和电子质量me的比叫电子的的比叫电子的比荷比荷,即即: e/me=1.76 x 1011c/kg元电荷元电荷练习练习:1是否存在这样的一个带电体带有是否存在这样的一个带电体带有6x10-19c 的电荷的电荷量量? 分析分析: 电量 - q q/e = 6x10-19 / 1.60 x10-19= 3.75所带电量不是元电荷的整数倍所带电量不是元电荷的整数倍, ,所以这样的带电体所以这样的带电体不存在不存在. .2.

4、 一个氢离子（一个氢离子（ h+ ）所带的电荷量是）所带的电荷量是 ，失，失去两个电子的氦离子去两个电子的氦离子(he2+)所带的电荷量所带的电荷量是是 。e2e 1内容：真空中两个点电荷之间的相互作用内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力力,跟它们电荷量的乘积成正比跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离跟它们距离的二次方成反比的二次方成反比,作用力的方向在它们的连作用力的方向在它们的连线上。线上。2.公式表达式公式表达式:q1q2r221qqrkf 库仑定律库仑定律：.k 静电力恒量静电力恒量物理意义：在数值上等于真空中两个带有单位电物理意义：在数值上等于真空中两个带有单位电荷量（荷量（1c）

5、的点电荷量相距）的点电荷量相距1m时，它们之间的时，它们之间的静电力大小。静电力大小。 q1 =q2 =1c r=1m f=9109n k=9109nm2/c2.库仑定律适用条件：库仑定律适用条件：真空中真空中 点电荷点电荷 （对空（对空气中也近似可用）气中也近似可用） ：如果带电体的线度远远小于带电体间的距：如果带电体的线度远远小于带电体间的距离，以至于可以忽略不计其形状对相互作用力的影离，以至于可以忽略不计其形状对相互作用力的影响，这样的电荷叫点电荷。响，这样的电荷叫点电荷。.计算时，电荷量取绝对值计算。计算时，电荷量取绝对值计算。练习：练习：真空中有两个点电荷真空中有两个点电荷q1 、q

6、2，它们之间的距离，它们之间的距离为为r, 库仑力为库仑力为f.当两电荷间的距离不变，而电荷量各增大一倍，当两电荷间的距离不变，而电荷量各增大一倍，它们之间的库仑力变为它们之间的库仑力变为 。 若若q1 、q2带异种电荷，且带异种电荷，且q12q2，它们接，它们接 触后距离增大为触后距离增大为2r，则它们之间的库仑力变，则它们之间的库仑力变为原来的为原来的 。温馨提示：因为所带为异种电荷，所以接触后温馨提示：因为所带为异种电荷，所以接触后“先中和后平分先中和后平分”。4f1/16例例1:试比较质子与电子之间的静电力和万有引力试比较质子与电子之间的静电力和万有引力.已知电子的质量已知电子的质量m

7、1 = 9.1x10-31kg,质子的质量质子的质量m2=1.67x10-27kg.已知质子和电子所带的电量都已知质子和电子所带的电量都为元电荷量为元电荷量. 221qq1rkf 解: 静电力: 万有引力: .2212rmmgf 392731112199212121103 . 21067. 1101 . 91067. 6)106 . 1 (100 . 9gqqmmkff题后小结题后小结： 在研究带电粒子之间的作用时,引力可忽略思考：思考：质子和电子受到的库仑力大小怎样？质子和电子受到的库仑力大小怎样？ 电荷间的静电力（或库仑力）是作用力和反作电荷间的静电力（或库仑力）是作用力和反作用力，它们大

8、小相等，方向相反，作用在一条直用力，它们大小相等，方向相反，作用在一条直线上。线上。库仑力是性质力，具有力的共性。参与力的平库仑力是性质力，具有力的共性。参与力的平衡运算。如二力平衡、三力平衡等。衡运算。如二力平衡、三力平衡等。练习：如图：三个点电荷电量相同，电性及位置练习：如图：三个点电荷电量相同，电性及位置如图，请画出点电荷如图，请画出点电荷a所受静电力的方向。所受静电力的方向。+f合合abc+f1f2小结小结: 1.使物体带电的方法有那几种使物体带电的方法有那几种?实质是实质是 什么什么? 2.什么是静电感应现象什么是静电感应现象? 3.什么是元电荷什么是元电荷?所带的电量是多少所带的电

9、量是多少? 4.电荷之间的相互作用规律是什么电荷之间的相互作用规律是什么?1.把两个完全相同的小球接触后分开把两个完全相同的小球接触后分开,两球相互排斥两球相互排斥,则两球原来带电情况则两球原来带电情况不可能是不可能是( )a 原来的其中一个带电原来的其中一个带电b 两个小球原来分别带等量异种电荷两个小球原来分别带等量异种电荷c 两个小球原来分别带同种电荷两个小球原来分别带同种电荷d 两个小球原来分别带不等量的异种两个小球原来分别带不等量的异种电荷电荷 b2.对物体带电现象的叙述正确的是对物体带电现象的叙述正确的是( )a 物体带电一定是因为多余了电子物体带电一定是因为多余了电子b 摩擦起电的

10、实质是电荷从一个物摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程体转移到另一个物体的过程c 物体所带的电荷量可能等于物体所带的电荷量可能等于1.5ed 电荷中和现象是指带等量的异种电荷中和现象是指带等量的异种电荷的物体相互接触后都不带电对电荷的物体相互接触后都不带电对现象现象bd3.关于点电荷的概念关于点电荷的概念,下列说法正确的是下列说法正确的是( )a 只有体积很小的带电体，才能看成点只有体积很小的带电体，才能看成点电荷。电荷。b 体积很大的物体，一定不能看成点电体积很大的物体，一定不能看成点电荷。荷。c一切带电体都可以看成是点电荷一切带电体都可以看成是点电荷d当两个带电体的大小及形

11、状对它们之当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可以看作点电荷。个带电体可以看作点电荷。 d4.真空中有甲乙两个点电荷真空中有甲乙两个点电荷,甲的电甲的电荷量是乙的荷量是乙的4倍倍,则甲对乙的作用力则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的是乙对甲的作用力的 倍倍; 若把每个电荷的电荷量增加为原来若把每个电荷的电荷量增加为原来的的2倍倍,同时距离增加为原来的同时距离增加为原来的3倍倍,它们之间的作用力变为原来它们之间的作用力变为原来 的的 倍倍14/95.如图，有三个点电荷如图，有三个点电荷a、b、c位于一位于一个等边三角形的三个顶点上，已知个等边三角形的三个顶点上，已知a、b都带正电荷，都带正电荷，a所受静电力合力所受静电力合力fa如图所示，那么可以判定点电荷如图所示，那么可以判定点电荷c所所带电荷电性是（带电荷电性是（ ）a可能是正电，也可能是负可能是正电，也可能是负电电b 一定是负电一定是负电c一定是正电一定是正电d 不能确定不能确定faabc+1.复习本节内容，预习新课第二节复习本节内容，预习新课第二节电场强度电场强度。2.完成课后练习一：完成课后练习一：2、3、4题。题。作作 业业 ：6.a,b两个同性点电荷的距离保持不两个同性点电荷的距离保持不变变,当另有一个异性点电荷移近时当另有一个异性点电荷移近