蘇教版電荷守恒定律和庫侖定律課件

電荷守恒定律和庫侖定律歡迎來到這堂關(guān)于電荷守恒定律和庫侖定律的課程。我們將探討電荷的本質(zhì)，以及它們之間相互作用的規(guī)律。導(dǎo)言1電荷基礎(chǔ)我們將從電荷的基本性質(zhì)開始。2電荷守恒然后探討電荷守恒定律及其應(yīng)用。3庫侖定律最后我們將深入研究庫侖定律及其在靜電學(xué)中的重要性。電荷的性質(zhì)正負(fù)電荷電荷分為正電荷和負(fù)電荷兩種。相互作用同性電荷相斥，異性電荷相吸。量子化電荷是量子化的，最小單位為基本電荷。電荷有什么特點守恒性在孤立系統(tǒng)中，電荷總量保持不變?？蓚鬟f性電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。不可分割性電荷以基本電荷為單位存在，不可無限分割。電荷守恒定律定義在任何物理過程中，一個孤立系統(tǒng)的總電荷保持不變。數(shù)學(xué)表達(dá)ΔQ=0，其中Q為系統(tǒng)總電荷。意義這一定律是電磁學(xué)的基本原理之一，廣泛應(yīng)用于各種電學(xué)現(xiàn)象。電荷守恒定律的應(yīng)用靜電感應(yīng)物體通過靜電感應(yīng)獲得電荷時，正負(fù)電荷數(shù)量相等?；瘜W(xué)反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后系統(tǒng)的總電荷保持不變。粒子物理在粒子對撞實驗中，產(chǎn)生的粒子總電荷等于初始粒子電荷。靜電力是什么1定義靜止電荷之間的相互作用力。2性質(zhì)遠(yuǎn)程作用力，與距離和電荷量有關(guān)。3表現(xiàn)可以吸引或排斥，取決于電荷的符號。靜電力的性質(zhì)作用方向沿著連接兩個電荷的直線。大小關(guān)系與電荷量的乘積成正比，與距離的平方成反比。相互作用遵循牛頓第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反。庫侖定律F=k*(q1*q2)/r21電荷量F與q1和q2的乘積成正比。2距離F與r的平方成反比。3常數(shù)kk為庫侖常數(shù)，約等于8.99×10^9N·m2/C2。庫侖定律的應(yīng)用靜電屏蔽利用庫侖定律設(shè)計靜電屏蔽裝置，保護(hù)敏感電子設(shè)備。復(fù)印機復(fù)印機利用靜電吸引原理工作，精確控制墨粉分布。靜電除塵工業(yè)中使用靜電除塵器，利用庫侖力吸附空氣中的顆粒物。靜電力對電荷的作用1加速度靜電力可以改變帶電粒子的運動狀態(tài)。2軌跡在非均勻電場中，靜電力可以使粒子做曲線運動。3能量轉(zhuǎn)換靜電力做功可以改變帶電粒子的動能和勢能。靜電力的計算點電荷直接應(yīng)用庫侖定律F=k*(q1*q2)/r2。連續(xù)分布電荷需要通過積分計算。F=∫dF=k*q*∫(dq/r2)。多個電荷利用疊加原理，分別計算后矢量求和。靜電場的概念定義靜電場是電荷周圍的空間，在此空間中其他電荷會受到力的作用。場源靜止的電荷或帶電體是靜電場的源。作用靜電場可以對其中的帶電粒子施加力。靜電場的性質(zhì)疊加性多個電荷產(chǎn)生的靜電場可以疊加。保守性靜電場是保守場，做功與路徑無關(guān)。無旋性靜電場是無旋場，沿閉合路徑的環(huán)路積分為零。靜電場的強度E=F/q=k*Q/r2矢量量電場強度是矢量，有大小和方向。單位電場強度的SI單位是N/C（牛頓/庫侖）。分布電場強度隨距離變化，可用場線表示。靜電場強度的計算點電荷E=k*Q/r2電偶極子E=k*p/r3（在軸線上）帶電平面E=σ/(2ε?)（σ為面電荷密度）電場線的概念定義電場線是描述電場分布的想象曲線。方向每點切線方向表示該點的電場方向。密度電場線的密度表示電場強度的大小。電場線的性質(zhì)1起止電場線從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)處。2不相交電場線不會相交，每點只有一個電場方向。3連續(xù)性電場線是連續(xù)的，不會突然中斷。電場的能量定義電場中儲存的能量，與電荷的分布有關(guān)。計算U=∫(1/2)*ε?*E2dV（ε?為真空介電常數(shù)）應(yīng)用電容器儲能、靜電加速器等設(shè)備的設(shè)計中至關(guān)重要。電勢的概念1定義單位正電荷在電場中的勢能。2表達(dá)式V=W/q（W為做功，q為電荷量）3單位電勢的SI單位是伏特（V）。電勢的性質(zhì)標(biāo)量電勢是標(biāo)量量，只有大小沒有方向。相對性電勢值依賴于選取的零勢能點。連續(xù)性電勢在空間中是連續(xù)分布的。電勢的計算點電荷V=k*Q/r電偶極子V=k*p*cos(θ)/r2均勻帶電球殼V=k*Q/R（R為球殼半徑）電勢能的概念定義電荷在電場中由于位置不同而具有的勢能。表達(dá)式U=q*V（q為電荷量，V為電勢）物理意義反映電荷在電場中的能量狀態(tài)。電勢能的計算兩點電荷U=k*(q1*q2)/r電荷系統(tǒng)U=(1/2)*Σ(qi*Vi)連續(xù)分布U=∫ρ*VdV（ρ為電荷密度）電容的概念定義導(dǎo)體儲存電荷的能力。表達(dá)式C=Q/V（Q為電荷量，V為電壓）單位電容的SI單位是法拉（F）。電容的計算1平行板電容器C=ε*S/d（ε為介電常數(shù)，S為面積，d為極板間距）2球形電容器C=4πε*R（R為球半徑）3圓柱形電容器C=2πε*L/ln(b/a)（L為長度，b和a為內(nèi)外徑）儲能電容的應(yīng)用閃光燈相機閃光燈利用電容器快速釋放能量產(chǎn)生強光。新能源汽車超級電容器在電動汽車中用于快速充放電。醫(yī)療設(shè)備心臟除顫器使用大容量電容器儲存和釋放能量。電容器的串并聯(lián)串聯(lián)1/C總=1/C1+1/C2+...+1/Cn并聯(lián)C總=C1+C2+...+