真空中靜電場

真空中靜電場2一電荷1

電荷摩擦起電兩種不同材質(zhì)的物體互相摩擦后，能吸引輕微物體。這表明兩種物體經(jīng)摩擦后，處于一種特殊狀態(tài)，處于這種狀態(tài)的物體稱為帶電體，它們分別帶有電荷。摩擦起電32

種類:正電荷，負電荷+-3

電性力:同種相斥，異種相吸帶同號電荷的物體互相排斥，帶異號電荷的物體互相吸引，這種相互作用稱為電性力。45

電荷的量子化:庫侖（C）4

電量:描述物體所帶電荷多寡的物理量稱為電荷量，用符號q或Q表示。電荷量只能取分立的、不連續(xù)量值的性質(zhì)，稱為電荷的量子化。56

原子的微觀結(jié)構(gòu):正常情況下，原子內(nèi)的電子數(shù)和原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)相等，從而整個原子呈電中性。+e-e6帶正電的原子帶負電的原子中性原子(a)電子質(zhì)量非常小，根據(jù)其得失，原子呈現(xiàn)電性.(b)

原子若得到電子便帶負電，失去電子便帶正電.71913年密立根油滴實驗測得電荷具有量子性，任何帶電體的電荷只能是某一基本單位的整數(shù)倍，這個基本單位就是電子電量絕對值e。摩擦起電，實際上是通過作功實現(xiàn)電荷的分離、轉(zhuǎn)移，從而使物體處于帶電狀態(tài)。

8感應(yīng)起電——導體中自由電子在外電場力作用下從物體的一部分轉(zhuǎn)移至另一部分9二電荷守恒定律

不管系統(tǒng)中的電荷如何遷移，系統(tǒng)的電荷的代數(shù)和保持不變.（自然界的基本守恒定律之一）

如：高能光子在重荷附近可以轉(zhuǎn)化為電子偶，電子偶也能湮沒為光子。光子10庫侖(C.A.Coulomb1736

1806）

法國物理學家，1785年通過扭秤實驗創(chuàng)立庫侖定律,使電磁學的研究從定性進入定量階段.電荷的單位庫侖以他的姓氏命名.11一點電荷的概念影響帶電體之間的相互作用的因素帶電體的間距電荷電量帶電體大小、形狀及電荷的分布。當帶電體本身的幾何線度遠比帶電體間的距離小得多時，在測量的精密范圍內(nèi)，帶電體的形狀與其上的電荷分布對作用力沒有影響，此時可以引入點電荷的概念。12當帶電體的大小和帶電體間的距離相比很小時，可將其視為點電荷。點電荷簡化為點電荷的條件:Q1rddr<<觀察點P13二庫侖定律發(fā)展過程1733年，杜非發(fā)現(xiàn)同性電會相互排斥，異性電會相互吸引。1767年，普利斯萊由實驗現(xiàn)象，推測電荷間的作用力遵守平方反比定律。1771年，英國物理學家卡文迪許利用實驗方法，間接證明了電荷間作用力的平方反比關(guān)系。1785年，庫侖直接從扭秤實驗中提出庫侖定律14需要解決的問題F=F(q1,q2,r)電量的描述電荷轉(zhuǎn)移性質(zhì)+電荷轉(zhuǎn)移過程中守恒性質(zhì)對稱性方法：兩個全同導電體接觸…………………q→q/2→q/4→q/8→q/2n

…………………15實現(xiàn)方法：受測體：小體積，小電量（減小重分布）作用體：小電量，小體積，大距離測量手段小電量互作用----〉相互作用力小小作用力測量手段：扭稱實驗（測同號電荷作用力）單擺測量重力加速度原理（測異號電荷作用力）16庫侖扭秤

電擺實驗裝置17實驗結(jié)果分析：實驗結(jié)果結(jié)論：F~1/r2+

問題：=?=0？檢驗：精度逐漸提高的實驗表明~0（仍在進行）；物理學觀念：確信=0；檢驗方法之一：高斯定理18三庫侖定律真空中兩靜止點電荷q1和q2之間的相互作用力的大小與q1和q2的乘積成正比，與它們之間的距離r的平方成反比；作用力的方向沿著它們的連線，同號電荷相斥，異號電荷相吸。19電量的單位是導出單位：電磁學單位:高斯制：厘米、克、秒制（CGS制）國際單位制：米、千克、秒、安培（MKSA制）目前通用的是國際單位制（SI）在MKSA制中，真空介電常數(shù)或真空電容率20表示q1對q2的作用力是沿點電荷連線的單位矢量，方向由（施力指向受力）?；?1力的大?。?/p>

力的方向：

同號相斥，異號相吸★約定：電荷不說負就算正(以后均如此)22庫侖定律的幾點說明庫侖定律適用于點電荷與觀察著保持靜止的情況，也適用于靜止電荷對運動電荷的作用。但運動電荷對靜止電荷的作用不適用兩靜止電荷間的作用力為有心力，力的大小與兩者距離平方成反比。庫侖定律是實驗定律。庫侖定律小至原子、原子核的線度，大至地球的線度內(nèi)，即在10-15m——107m的范圍內(nèi)是可靠的。23四疊加原理+qo+q1-q2Fo2FFo1點電荷上的總靜電力等于其他各點電荷單獨存在時對該點電荷所施靜電力的矢量和，即電場力滿足力的疊加原理。24庫侖定律和疊加原理相配合,原則上可以求解靜電學中的全部問題。綜上所述，我們首先抽象出點電荷模型，從特殊開始，由實驗找到點電荷之間的相互作用規(guī)律——庫侖定律，然后又由實驗找到疊加原理，解決了任意帶電體之間靜電力作用的問題。從特殊到一般，這是常用的一種研究問題的方法。25

例1按量子理論，在氫原子中，核外電子快速地運動著，并以一定的概率出現(xiàn)在原子核（質(zhì)子〕的周圍各處，在基態(tài)下,電子在半徑ｒ＝0.529×10-10ｍ的球面附近出現(xiàn)的概率最大.試計算在基態(tài)下,氫原子內(nèi)電子和質(zhì)子之間的靜電力和萬有引力,并比較兩者的大小.引力常數(shù)為G=6.67×10-11N﹒m2/kg2．又設(shè)原子核中的兩質(zhì)子相距，求此兩質(zhì)子之間的靜電力。26

解:按庫侖定律,電子和質(zhì)子間的靜電力為電子和質(zhì)子之間的萬有引力為27靜電力與萬有引力的比值為可見在原子中,電子和質(zhì)子之間的靜電力遠比萬有引力大質(zhì)子之間僅存在庫侖力能夠緊密結(jié)合于原子核內(nèi)嗎？28例2三個點電荷所帶的電荷量分別為各電荷間的距離如圖。求作用在上合力的大小和方向29303132對元電荷的理解，正確的是（

）A．元電荷就是電子B．元電荷就是質(zhì)子C．元電荷表示跟電子電量數(shù)值相等的電荷D．物體所帶電量只能是元電荷的整數(shù)倍CD33例4如圖，A、B兩個相同的小球，半徑為r=2cm，球心相距d=10cm，QA=2×10-6C，QB=-10-6C。他們之間的庫侖力F？思考下面解法對嗎？如若d=100cm，F(xiàn)

=？ABQ1

Q234例5兩個點電荷QA=+4Q，QB=+Q，均固定，他們相距r，若一電荷q放于何處才能平衡？解：要求第三個點電荷所受的合力為零，只可能放在兩個電荷的連線中間，設(shè)它與A為xr-xx4Q

Q舍去x>r的解，得35若改為QA=+4Q，QB=－Q，均固定，他們相距r，若一電荷q放于何處才能平衡？rx4Q-Q解：要求第三個點電荷所受的合力為零，只可能放在兩個電荷的右側(cè)，設(shè)它距B為x36一、電性力作用機制歷史上曾經(jīng)有兩種觀點?！敖嘧饔谩庇^點：認為電荷之間的相互作用力是通過充滿在空間的彈性媒體“以太”來實現(xiàn)力的傳遞的“超距作用”觀點：認為它們不需要任何媒體，也不需要時間，能夠由一個物體立即作用到另一個物體上。37電磁力的傳遞需要時間，同時，所謂的“以太”也是不存在的。其相互作用是通過特殊物質(zhì)場來實現(xiàn)的。電場電荷1電荷2產(chǎn)生作用作用產(chǎn)生任何電荷都在其周圍空間激發(fā)電場，而電場的基本特征是對處在其中的任何電荷都有作用力。二電場38變化的電荷,

的作用需推遲時間

理論和大量實驗證明場的觀點是正確的。39電場對外表現(xiàn):(1)力：放入電場中的任何帶電體都要受到電場所作用的力----電場力(2)功：帶電體在電場中移動時，電場力對它作功。(3)感應(yīng)和極化：電場中的導體或介質(zhì)將分別產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象或極化現(xiàn)象。40物質(zhì)實物場電磁場是物質(zhì)存在的一種形態(tài),它分布在一定范圍的空間里,并和一切物質(zhì)一樣,具有能量、動量、質(zhì)量等屬性。靜電場:

靜止電荷周圍存在的電場電場力：電場對處在其中的其他電荷的作用力靜電力：靜電場對電荷的作用力41場路電場磁場恒定時變真空物質(zhì)——真空物質(zhì)——電磁感應(yīng)電磁波電磁學內(nèi)容場與物質(zhì)作用42電場強度為了測定空間電場的存在和性質(zhì)，可以在空間引入一個電荷，根據(jù)該電荷的受力大小和方向來判定電場的存在和性質(zhì)。1試驗電荷點電荷以便能精確定位某點的電場

電荷足夠小不對原電場產(chǎn)生顯著的影響432

電場強度場源電荷試驗電荷激發(fā)電場的電荷叫做場源電荷。Q所在位置——源點試探電荷放在不同電場空間，它的受力大小和方向不同，44同一位置放置不同的試探電荷時，所受電場力方向不變，大小成比例地變化電場力不能反映某點的電場性質(zhì)45

單位:和試驗電荷無關(guān)

電荷q受電場力:

定義:單位正試驗電荷所受的電場力場源電荷試驗電荷46場強是空間的點函數(shù)，大小方向隨位置而變（矢量場）。如空間各點的場強大小和方向都相同，這種場稱為均勻場，否則稱為非均勻場。47四點電荷電場強度48點電荷場強公式重要！49負點電荷產(chǎn)生的場是以點電荷為中心成輻射狀指向點電荷的場。-作業(yè)：11~12春大學物理二靜電場部分習題1,250四電場強度疊加原理點電荷系的電場q1、q2、q3…對試探電荷產(chǎn)生的電場力分別為、、…，試探電荷受到的合力為