1、第十章電荷和靜電場(chǎng)，1。學(xué)習(xí)交流PPT，10-3高斯定理，10-1電荷和庫(kù)侖定律，第10章電荷和靜電場(chǎng)，10-2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度，10-4電勢(shì)及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，10-5金屬導(dǎo)體在靜電場(chǎng)，10-6電容器和電容，10-7電解質(zhì)在靜電場(chǎng)，10-8自然界中有兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。1.電荷，電荷的量子化是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律。實(shí)驗(yàn)證明，微小粒子的電荷變化是不連續(xù)的，它只能是基本電荷e的整數(shù)倍，即粒子的電荷是量子化的：Q=n e；N=1，2，3，1。收費(fèi)類型。學(xué)習(xí)交流PPT的量子化，10-1和電荷守恒定律，2。電荷守恒，一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的孤立系統(tǒng)。無(wú)論發(fā)生什么，整個(gè)系統(tǒng)的總電荷(正負(fù)電荷的代數(shù)和)將保

2、持不變。這個(gè)結(jié)論被稱為電荷守恒定律，它是物理學(xué)中具有普遍意義的定律之一，也是自然界普遍遵循的基本定律。它不僅適用于宏觀現(xiàn)象和過(guò)程，也適用于微觀現(xiàn)象和過(guò)程。4.學(xué)習(xí)交流PPT，自然界中有數(shù)百個(gè)微觀粒子，其中帶電粒子的電荷數(shù)是E或-E的整數(shù)倍。因此，電荷量子化是一個(gè)普遍的量子化定律。現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明電荷量子化具有很高的精度。在現(xiàn)代物理學(xué)中，人們發(fā)現(xiàn)強(qiáng)子(如質(zhì)子、中子、介子等。)是由夸克組成的，夸克的電荷是電子的1/3或2/3。但是到目前為止，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)自由態(tài)的夸克。電量的最小單位并不排除新的結(jié)論，但電量量化的基本規(guī)律不會(huì)改變。在相對(duì)論中，物質(zhì)的質(zhì)量會(huì)隨著它的運(yùn)動(dòng)速度而變化，但實(shí)驗(yàn)證明，所有帶電體的

3、電量不會(huì)隨著它的運(yùn)動(dòng)而變化，電荷是相對(duì)論不變的。10-1電荷量子化和電荷守恒定律，5，學(xué)習(xí)交流PPT，3。只有兩種電荷特性，即正()電荷和負(fù)()電荷；電荷是量子化的，任何物體攜帶的電荷量都不能連續(xù)變化，只能一個(gè)接一個(gè)地增加或減少。這個(gè)性質(zhì)叫做電荷量子化。電荷的最小份額稱為基本電荷，通常用e表示；微觀粒子的電荷有一種對(duì)稱性，也就是說(shuō)，對(duì)于每一個(gè)帶正電荷的微觀粒子，無(wú)一例外地必須有另一個(gè)帶相同負(fù)電荷的微觀粒子；遵守電荷守恒定律；電荷是相對(duì)論不變量，也就是說(shuō)，粒子的電荷與其速度無(wú)關(guān)。10-1電荷量子化和電荷守恒定律，6，學(xué)習(xí)交流PPT，2，庫(kù)侖定律，在真空中，兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力相對(duì)于觀察

4、者來(lái)說(shuō)，正比于它們所帶電量的乘積，而反比于它們之間距離的平方，方向是沿著兩個(gè)電荷之間的連線，相同的數(shù)排斥而不同的數(shù)吸引，庫(kù)侖力滿足牛頓第三定律。其中q1指向q2，讓q2為F12:當(dāng)q2和q1有不同的符號(hào)時(shí)，F(xiàn)12和r12有相反的方向，10-1電荷量子化和電荷守恒定律，7。學(xué)習(xí)交流PPT是國(guó)際單位制中的一個(gè)比例系數(shù)，稱為真空介電常數(shù)或真空介電常數(shù)。自然界有四種力：強(qiáng)力、弱力、電磁力和萬(wàn)有引力。兩個(gè)質(zhì)子之間10-15米范圍內(nèi)的強(qiáng)力定義為1，其他力的強(qiáng)度為：電磁力為102，弱力為109，萬(wàn)有引力為1039。庫(kù)侖力在原子和分子的組成以及固體和液體的內(nèi)聚力中起著主要作用。10-1，電荷量子化和電荷守恒定

5、律僅適用于描述相對(duì)于觀察者的兩個(gè)靜態(tài)點(diǎn)電荷之間的相互作用；8、學(xué)習(xí)交流PPT，例1:三點(diǎn)電荷q1=q2=2.010-6C，Q=4.010-6C，并計(jì)算q1和q2對(duì)Q的作用力，10-1電荷量子化和電荷守恒定律，9、學(xué)習(xí)交流PPT，10-1電荷量子化和電荷守恒定律，例2:兩個(gè)相同的球質(zhì)量都是m，具有相同的電荷量Q，每個(gè)球被長(zhǎng)度為l的絲線懸掛在相同的點(diǎn)上如果角度很小，試著用兩個(gè)球找出球之間的距離x。例3:兩個(gè)大小相同的球質(zhì)量相同，電荷q相同，一根長(zhǎng)度為l的絲線懸掛，如圖所示，如果它很小，tg可以近似用sin表示，那么兩個(gè)平衡球之間的距離x大約等于(其中)，10，學(xué)習(xí)交流PPT，10-1電荷量子化和電

6、荷守恒定律，例4:兩點(diǎn)電荷位置。1，兩個(gè)相同數(shù)的電荷之和是Q，當(dāng)問(wèn)它們每個(gè)電荷是多少時(shí)，它們之間的最大相互作用力是a，Q1=Q/2；q2=Q/2B、Q1=Q/4；Q2=3Q/4，Q1=-Q/4；q2=5Q/4D、Q1=-Q/2；Q2=3Q/2 2。將點(diǎn)電荷Q分成兩部分，距離為1米。兩部分的電量分別為q1和q2。這兩部分都被視為扣分。為了最大化兩個(gè)電荷之間的庫(kù)倫力，q1和q2之間的關(guān)系是：a : Q1=2q2b 33602 Q1=Q2 c : Q1=Q2 d 3360 Q1 Q2。10-1電荷量子化和電荷守恒定律；3.兩個(gè)形狀相同、電荷相同的金屬球A和B之間的力為F，它們之間的距離遠(yuǎn)大于球本身的

7、直徑?，F(xiàn)在，用一個(gè)帶絕緣手柄的不帶電荷的金屬球C與球A接觸，然后與球B接觸，然后將球B移開(kāi)，球A和球B之間的力變成(a) f/2 (b) f/4 (c) 3f/8 (d) f /10，12，學(xué)習(xí)交流PPT，10-2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度，一，靜電周圍的電場(chǎng)稱為靜電場(chǎng)，稱為短程作用。任何進(jìn)入電場(chǎng)的帶電體都會(huì)受到電場(chǎng)傳遞的力的影響，這種力被稱為靜電場(chǎng)力。當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力作用在帶電體上，表明電場(chǎng)有能量。實(shí)驗(yàn)表明，電場(chǎng)具有質(zhì)量、動(dòng)量和能量，這體現(xiàn)了電場(chǎng)的物質(zhì)性。13，學(xué)習(xí)交流PPT，2。電場(chǎng)強(qiáng)度，物理意義，1。試驗(yàn)性收費(fèi)：q0是指收費(fèi)足夠低；占據(jù)足夠小空間的點(diǎn)電荷在置于電場(chǎng)中時(shí)不會(huì)對(duì)原始電場(chǎng)產(chǎn)生

8、顯著影響。2。將正探頭電荷q0置于電場(chǎng)中的不同位置，q0上電場(chǎng)力F的值和方向是不同的，但對(duì)于某一點(diǎn)，F(xiàn)與q0的比值是一個(gè)常數(shù)矢量，它引入了一個(gè)物理量來(lái)描述電場(chǎng)的性質(zhì)：電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱為場(chǎng)強(qiáng)):10-2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度，14，學(xué)習(xí)交流PPT，3。單位：在國(guó)際單位制中，電場(chǎng)是一個(gè)矢量場(chǎng)，電場(chǎng)中的電荷所受的力等于該點(diǎn)上的單位電荷所受的力。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)施加的電場(chǎng)力的方向一致。10-2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度，15，學(xué)習(xí)交流PPT，3，計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度，1。點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度，10-2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度，思考：r0；e。16，學(xué)習(xí)交流PPT，2。多點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，電場(chǎng)中任何一點(diǎn)的總場(chǎng)強(qiáng)等于該點(diǎn)上每個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的

9、場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。這就是場(chǎng)強(qiáng)疊加的原理。如果空間中有n個(gè)點(diǎn)電荷q1，q2，qn，求空間電場(chǎng)中任意點(diǎn)P的電場(chǎng)強(qiáng)度：ri是點(diǎn)P相對(duì)于第一個(gè)點(diǎn)電荷的位置向量。10-2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度，17。學(xué)習(xí)交流PPT，3。將帶電體劃分為多個(gè)電荷元素dq，首先計(jì)算其在空間任意點(diǎn)p的場(chǎng)強(qiáng)，然后將整個(gè)帶電體劃分為總場(chǎng)強(qiáng)，接下來(lái)的問(wèn)題是引入電荷密度的概念，選擇合適的坐標(biāo)，給出具體的表達(dá)式并實(shí)現(xiàn)計(jì)算。、10-2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度、18、學(xué)習(xí)交流PPT、具有體電荷分布的帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度、具有表面電荷分布的帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度、電荷的體積密度、電荷的面積密度、電荷的線密度、10-2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度、19、學(xué)習(xí)交流PPT、10-2電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度、具有球形氣球和均勻電荷。雖然氣球內(nèi)外的電場(chǎng)不變，但氣球內(nèi)部的空間變大，所以空間電場(chǎng)分布仍在變化。例5:有兩個(gè)點(diǎn)電荷，電量分別為5.0107和2.8108，距離為15cm。求出：(1)一個(gè)電荷在另一個(gè)電荷上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度；(2)作用在每個(gè)電荷上的力。有一個(gè)均勻