电荷 电荷间的相互作用

会计学1电荷电荷 电荷间的相互作用电荷间的相互作用把带电体放在玻璃瓶中可以把电保把带电体放在玻璃瓶中可以把电保存起来存起来n n莱顿大学莱顿大学莱顿大学莱顿大学 穆欣布罗克穆欣布罗克穆欣布罗克穆欣布罗克:把带电体放在玻璃瓶中可以把电保存起来莱顿瓶法国 诺莱特 700修道士电击表演第1页/共33页第2页/共33页美国美国 富兰克林富兰克林风筝实验风筝实验天电和摩擦产生天电和摩擦产生的电一样的电一样第3页/共33页生活中的电现象生活中的电现象第4页/共33页第5页/共33页一、电荷一、电荷电荷是一种物质属性电荷是一种物质属性1、自然界中有两种电荷、自然界中有两种电荷（1）正电荷：）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（2）负电荷：）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。+_第6页/共33页同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引电荷电荷正正负负丝绸摩擦过的玻璃棒丝绸摩擦过的玻璃棒毛皮摩擦过的橡胶棒毛皮摩擦过的橡胶棒第7页/共33页原子的构成原子的构成原子的构成原子的构成 原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电正电）（不带电（不带电）核外电子核外电子核外电子核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的作用离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子而脱离原子物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因是什么？因是什么？摩擦时摩擦时电子从一个物体电子从一个物体转移转移到另一个物体上。到另一个物体上。得到电子：带负电得到电子：带负电失去电子：带正电失去电子：带正电（中性）（中性）（负电负电）（正电正电）第8页/共33页 1.摩擦起电摩擦起电 摩擦起电的实质是摩擦起电的实质是:一个物体失去一些电子一个物体失去一些电子而带正电而带正电,另一个物体得到这些电子而带负电另一个物体得到这些电子而带负电.第9页/共33页起电方式起电方式摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电实质：电荷的转移。实质：电荷的转移。电子得失电子得失第10页/共33页 电荷既不能创造,也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一个部分转移到另一个部分。在转移的过程中，电荷的代数和不变。电荷守恒定律电荷守恒定律第11页/共33页（1）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？（3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？理学家测定的？（2）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？电荷量：电荷的多少，简称电量。单位电荷量：电荷的多少，简称电量。单位:库仑库仑 C元电荷的值元电荷的值一个电子所带电量为元电荷一个电子所带电量为元电荷美国科学家密立根美国科学家密立根比较电荷带电的多少比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值要比较的是其电荷量的绝对值电荷量的正负不表示电荷量的大小电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质只代表电荷的性质所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍倍第12页/共33页元电荷元电荷 e=1.6 10-19c小球带的电量大小可小球带的电量大小可能是下列数值吗？能是下列数值吗？A.3.2 10-20c B.1.6 10-19c C.2.4 10-19c D.1.12 10-18c E.8.0 102c第13页/共33页点电荷点电荷 只有电荷量而没有大小的几何点。只有电荷量而没有大小的几何点。一种理想模型一种理想模型.当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷带电体可视为点电荷.第14页/共33页同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？猜猜想想第15页/共33页使得使得r r不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越大，物体受到的库仑力就越大。大，物体受到的库仑力就越大。距离相同，带电小球偏转角不同,可见其受力大小不同。+Q+2q+q+Q探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素第16页/共33页 结论：电荷之间的作用力F随着q的增大而增大，随着r的增大而减小。带电量相同，带电小球偏转角不同,可见其受力大小不同。+Q+q第17页/共33页第18页/共33页库库仑仑定定律律n n在真空中两个点电荷之间的作用力，在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比。作用力们间的距离的二次方成反比。作用力的方向在它们的连线上，作用力在它的方向在它们的连线上，作用力在它们的连线上们的连线上第19页/共33页库仑定律库仑定律电荷间相互作用的电力电荷间相互作用的电力F F叫做静电力或库叫做静电力或库仑力仑力.2 2、大小：、大小：k=9.010k=9.0109 9N Nm m2 2/C/C2 23 3、方向：同性相斥、方向：同性相斥,异性相吸异性相吸.k k:静电力常静电力常量量 4 4、适用条件：、适用条件：.真空真空(空气中近似成立空气中近似成立).点电点电荷荷第20页/共33页 电场：电场：1 1、定义、定义:存在于带电体周围的特殊存在于带电体周围的特殊物质物质。2 2、基本性质：、基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种力对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫叫电场力电场力。第21页/共33页电场电场电荷电荷A电荷电荷B3、用场的观点分析电荷、用场的观点分析电荷A和和B间的相互作用：间的相互作用：第22页/共33页 人们经过探索，发现可以用一些人们经过探索，发现可以用一些光滑的曲线来光滑的曲线来形象地形象地表述电场。这样表述电场。这样的线就是的线就是电场线电场线。_+电场线电场线第23页/共33页2 2、电场线的特征、电场线的特征1 1）、电场线）、电场线密密的地方场强的地方场强强强，电场线，电场线疏疏的地方场强的地方场强弱弱2 2）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点点3 3）、电场线不会相交，也不会相切）、电场线不会相交，也不会相切4 4）、电场线是）、电场线是假想假想的，实际电场中并不存在的，实际电场中并不存在5 5）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系运动轨迹之间没有必然联系第24页/共33页特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。在此球面上场强大小处处相等，方向不同。3 3、几种常见电场中电场线的分布及特点、几种常见电场中电场线的分布及特点 1 1）、正、负点电荷的电场中电场线的分布）、正、负点电荷的电场中电场线的分布第25页/共33页特点：特点：a a、沿点电荷的连线，沿点电荷的连线，场强先变小后变大场强先变小后变大b b、两点电荷连线中两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直（中垂线）垂直2 2）、等量异种点电荷形成的电场中的）、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布电场线分布c c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0 0等距离各点场强相等。等距离各点场强相等。第26页/共33页3 3）、等量同种点电荷形成的电场中电场中）、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况电场线分布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中、两点电荷连线中点点O O处场强为处场强为0 0b b、两点电荷连线中点附近的电场线非常、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为稀疏，但场强并不为0 0c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏先变密后变疏第27页/共33页4 4）、匀强电场）、匀强电场特点：特点：a a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是故匀强电场的电场线是平行等距同向平行等距同向的直的直线线b b、电场线的疏密反映场强大小，电场方、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行向与电场线平行第28页/共33页1.判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确 A只有体积很小的带电体，才能作为点电荷只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 B体积很大的带电体一定不能看作点电荷体积很大的带电体一定不能看作点电荷 C点电荷一定是电量很小的电荷点电荷一定是电量很小的电荷 第29页/共33页2.关于库仑定律公式关于库仑定律公式 ,说法正确的是说法正确的是:()A.当两电荷的距离无穷远时当两电荷的距离无穷远时,库仑力为零库仑力为零B.当两电荷的距离趋于零时当两电荷的距离趋于零时,库仑力为无穷大库仑力为无穷大C.当两电荷的电量均增大为原来的当两电荷的电量均增大为原来的2倍倍,距离不变距离不变,库仑力为原来的库仑力为原来的2倍倍D.当两电荷的电量均增大为原来的当两电荷的电量均增大为原来的2倍倍,距离变为距离变为原来的原来的2倍倍,库仑力不变库仑力不变第30页/共33页3、如图、如图A、B、C三只相同的导体球，架在绝缘三只相同的导体球，架在绝缘支架上，已知支架上，已知A球带有正电荷，球带有正电荷，B、C两球不带电。两球不带电。问：问：（1）如何使）如何使B、C两球都带有正电？两球都带有正电？（2）如何使）如何使B、C两球都带有负电？两球都带有负电？（3）如何使）如何使B、C两球带上异种等量的电荷？两球带上异种等量的电荷？ABC第31页/共33页例：如图，是静电场的一部分电场线的分布，例：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（下列说法正确的是：（）A A、这个电场只能是负电荷的电场、这个电场只能是负电荷的电场B B、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处受到的电场力两处受到的电场力F FB BFFA AC C、点电荷、点电荷q q在在A A、B B两处的加速度大小，两处的加速度大小，a aA AaaB B （不计重力）（不计重力）D D、负电荷在、负电荷在B B点处受到的电场力方向沿点处受到的电场力方向沿B B点切点切 线方向线方向ABB第32页/共33页