電荷 電荷間的相互作用

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1、會(huì)計(jì)學(xué)1電荷電荷 電荷間的相互作用電荷間的相互作用把帶電體放在玻璃瓶中可以把電保把帶電體放在玻璃瓶中可以把電保存起來(lái)存起來(lái)n n萊頓大學(xué)萊頓大學(xué)萊頓大學(xué)萊頓大學(xué) 穆欣布羅克穆欣布羅克穆欣布羅克穆欣布羅克:把帶電體放在玻璃瓶中可以把電保存起來(lái)萊頓瓶法國(guó) 諾萊特 700修道士電擊表演第1頁(yè)/共33頁(yè)第2頁(yè)/共33頁(yè)美國(guó)美國(guó) 富蘭克林富蘭克林風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)天電和摩擦產(chǎn)生天電和摩擦產(chǎn)生的電一樣的電一樣第3頁(yè)/共33頁(yè)生活中的電現(xiàn)象生活中的電現(xiàn)象第4頁(yè)/共33頁(yè)第5頁(yè)/共33頁(yè)一、電荷一、電荷電荷是一種物質(zhì)屬性電荷是一種物質(zhì)屬性1、自然界中有兩種電荷、自然界中有兩種電荷（1）正電荷：）正電荷：絲綢摩擦

2、過(guò)的玻璃棒所帶的電荷絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷（2）負(fù)電荷：）負(fù)電荷：毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。+_第6頁(yè)/共33頁(yè)同種電荷相互排斥同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引異種電荷相互吸引電荷電荷正正負(fù)負(fù)絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒第7頁(yè)/共33頁(yè)原子的構(gòu)成原子的構(gòu)成原子的構(gòu)成原子的構(gòu)成 原子原子原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子（正電正電）（不帶電（不帶電）核外電子核外電子核外電子核外電子 離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用離原子核較遠(yuǎn)的電

3、子容易受到外界的作用而脫離原子而脫離原子物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的？摩擦起電的原物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的？摩擦起電的原因是什么？因是什么？摩擦?xí)r摩擦?xí)r電子從一個(gè)物體電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上。到另一個(gè)物體上。得到電子：帶負(fù)電得到電子：帶負(fù)電失去電子：帶正電失去電子：帶正電（中性）（中性）（負(fù)電負(fù)電）（正電正電）第8頁(yè)/共33頁(yè) 1.摩擦起電摩擦起電 摩擦起電的實(shí)質(zhì)是摩擦起電的實(shí)質(zhì)是:一個(gè)物體失去一些電子一個(gè)物體失去一些電子而帶正電而帶正電,另一個(gè)物體得到這些電子而帶負(fù)電另一個(gè)物體得到這些電子而帶負(fù)電.第9頁(yè)/共33頁(yè)起電方式起電方式摩擦起電摩擦起電感應(yīng)起電感應(yīng)起電接觸起電接觸起電實(shí)質(zhì)：電荷

4、的轉(zhuǎn)移。實(shí)質(zhì)：電荷的轉(zhuǎn)移。電子得失電子得失第10頁(yè)/共33頁(yè) 電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅，它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分。在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的代數(shù)和不變。電荷守恒定律電荷守恒定律第11頁(yè)/共33頁(yè)（1）電荷的多少如何表示？它的單位是什么？）電荷的多少如何表示？它的單位是什么？（3）元電荷的數(shù)值是多少？它的數(shù)值最早是由哪位物）元電荷的數(shù)值是多少？它的數(shù)值最早是由哪位物理學(xué)家測(cè)定的？理學(xué)家測(cè)定的？（2）什么是元電荷？一個(gè)電子就是一個(gè)元電荷嗎？）什么是元電荷？一個(gè)電子就是一個(gè)元電荷嗎？電荷量：電荷的多少，簡(jiǎn)稱(chēng)電量。單位電荷量：電荷的多少，簡(jiǎn)稱(chēng)電量。單位:庫(kù)

5、侖庫(kù)侖 C元電荷的值元電荷的值一個(gè)電子所帶電量為元電荷一個(gè)電子所帶電量為元電荷美國(guó)科學(xué)家密立根美國(guó)科學(xué)家密立根比較電荷帶電的多少比較電荷帶電的多少,要比較的是其電荷量的絕對(duì)值要比較的是其電荷量的絕對(duì)值電荷量的正負(fù)不表示電荷量的大小電荷量的正負(fù)不表示電荷量的大小,只代表電荷的性質(zhì)只代表電荷的性質(zhì)所有帶電體所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)所有帶電體所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍倍第12頁(yè)/共33頁(yè)元電荷元電荷 e=1.6 10-19c小球帶的電量大小可小球帶的電量大小可能是下列數(shù)值嗎？能是下列數(shù)值嗎？A.3.2 10-20c B.1.6 10-19c C.2.4 10-19c D.1.12 10-18

6、c E.8.0 102c第13頁(yè)/共33頁(yè)點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 只有電荷量而沒(méi)有大小的幾何點(diǎn)。只有電荷量而沒(méi)有大小的幾何點(diǎn)。一種理想模型一種理想模型.當(dāng)帶電體的線度比起相互作用的距離小很多時(shí)當(dāng)帶電體的線度比起相互作用的距離小很多時(shí),帶電體可視為點(diǎn)電荷帶電體可視為點(diǎn)電荷.第14頁(yè)/共33頁(yè)同種電荷相互排斥同種電荷相互排斥同種電荷相互排斥同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引異種電荷相互吸引異種電荷相互吸引異種電荷相互吸引 既然電荷之間存在相互作用，那么電荷既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小決定于那些因素呢之間相互作用力的大小決定于那些因素呢？猜猜想想第15頁(yè)/共33頁(yè)使得使得r r不變：科

7、學(xué)家們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)物體電荷量越不變：科學(xué)家們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)物體電荷量越大，物體受到的庫(kù)侖力就越大。大，物體受到的庫(kù)侖力就越大。距離相同，帶電小球偏轉(zhuǎn)角不同,可見(jiàn)其受力大小不同。+Q+2q+q+Q探究影響電荷間相互作用力的因素探究影響電荷間相互作用力的因素第16頁(yè)/共33頁(yè) 結(jié)論：電荷之間的作用力F隨著q的增大而增大，隨著r的增大而減小。帶電量相同，帶電小球偏轉(zhuǎn)角不同,可見(jiàn)其受力大小不同。+Q+q第17頁(yè)/共33頁(yè)第18頁(yè)/共33頁(yè)庫(kù)庫(kù)侖侖定定律律n n在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力，在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們間的距離的二

8、次方成反比。作用力們間的距離的二次方成反比。作用力的方向在它們的連線上，作用力在它的方向在它們的連線上，作用力在它們的連線上們的連線上第19頁(yè)/共33頁(yè)庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律電荷間相互作用的電力電荷間相互作用的電力F F叫做靜電力或庫(kù)叫做靜電力或庫(kù)侖力侖力.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,異性相吸異性相吸.k k:靜電力常靜電力常量量 4 4、適用條件：、適用條件：.真空真空(空氣中近似成立空氣中近似成立).點(diǎn)電點(diǎn)電荷荷第20頁(yè)/共33頁(yè) 電場(chǎng)：電場(chǎng)：1 1、定義、定義:存在于帶電體周?chē)奶厥獯嬖谟趲щ婓w

9、周?chē)奶厥馕镔|(zhì)物質(zhì)。2 2、基本性質(zhì)：、基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有力的作用，這種力對(duì)放入其中的電荷有力的作用，這種力叫叫電場(chǎng)力電場(chǎng)力。第21頁(yè)/共33頁(yè)電場(chǎng)電場(chǎng)電荷電荷A電荷電荷B3、用場(chǎng)的觀點(diǎn)分析電荷、用場(chǎng)的觀點(diǎn)分析電荷A和和B間的相互作用：間的相互作用：第22頁(yè)/共33頁(yè) 人們經(jīng)過(guò)探索，發(fā)現(xiàn)可以用一些人們經(jīng)過(guò)探索，發(fā)現(xiàn)可以用一些光滑的曲線來(lái)光滑的曲線來(lái)形象地形象地表述電場(chǎng)。這樣表述電場(chǎng)。這樣的線就是的線就是電場(chǎng)線電場(chǎng)線。_+電場(chǎng)線電場(chǎng)線第23頁(yè)/共33頁(yè)2 2、電場(chǎng)線的特征、電場(chǎng)線的特征1 1）、電場(chǎng)線）、電場(chǎng)線密密的地方場(chǎng)強(qiáng)的地方場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)，電場(chǎng)線，電場(chǎng)線疏疏的地方場(chǎng)強(qiáng)的地方場(chǎng)強(qiáng)弱弱2

10、2）、靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線起于正電荷止于負(fù)電荷，孤立的）、靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線起于正電荷止于負(fù)電荷，孤立的正電荷（或負(fù)電荷）的電場(chǎng)線止于（或起于）無(wú)窮遠(yuǎn)處正電荷（或負(fù)電荷）的電場(chǎng)線止于（或起于）無(wú)窮遠(yuǎn)處點(diǎn)點(diǎn)3 3）、電場(chǎng)線不會(huì)相交，也不會(huì)相切）、電場(chǎng)線不會(huì)相交，也不會(huì)相切4 4）、電場(chǎng)線是）、電場(chǎng)線是假想假想的，實(shí)際電場(chǎng)中并不存在的，實(shí)際電場(chǎng)中并不存在5 5）、電場(chǎng)線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場(chǎng)中的）、電場(chǎng)線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡之間沒(méi)有必然聯(lián)系運(yùn)動(dòng)軌跡之間沒(méi)有必然聯(lián)系第24頁(yè)/共33頁(yè)特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a、離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大、離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大b

11、b、以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面，電場(chǎng)線處處與球面垂直，、以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面，電場(chǎng)線處處與球面垂直，在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向不同。在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向不同。3 3、幾種常見(jiàn)電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布及特點(diǎn)、幾種常見(jiàn)電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布及特點(diǎn) 1 1）、正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布）、正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布第25頁(yè)/共33頁(yè)特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a、沿點(diǎn)電荷的連線，沿點(diǎn)電荷的連線，場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大b b、兩點(diǎn)電荷連線中兩點(diǎn)電荷連線中垂面（中垂線）上，場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面垂面（中垂線）上，場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直（中垂線）垂直2 2）、等量

12、異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的）、等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的電場(chǎng)線分布電場(chǎng)線分布c c、在中垂面（中垂線）上，與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)在中垂面（中垂線）上，與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0 0等距離各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等。等距離各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等。第26頁(yè)/共33頁(yè)3 3）、等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)中）、等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)中電場(chǎng)線分布情況電場(chǎng)線分布情況特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a、兩點(diǎn)電荷連線中、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)點(diǎn)O O處場(chǎng)強(qiáng)為處場(chǎng)強(qiáng)為0 0b b、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場(chǎng)線非常、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為0 0c c、兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)電場(chǎng)線、兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無(wú)

13、限遠(yuǎn)電場(chǎng)線先變密后變疏先變密后變疏第27頁(yè)/共33頁(yè)4 4）、勻強(qiáng)電場(chǎng)）、勻強(qiáng)電場(chǎng)特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a、勻強(qiáng)電場(chǎng)是大小和方向都相同的電場(chǎng)，、勻強(qiáng)電場(chǎng)是大小和方向都相同的電場(chǎng)，故勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是故勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是平行等距同向平行等距同向的直的直線線b b、電場(chǎng)線的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)大小，電場(chǎng)方、電場(chǎng)線的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)大小，電場(chǎng)方向與電場(chǎng)線平行向與電場(chǎng)線平行第28頁(yè)/共33頁(yè)1.判斷下列說(shuō)法是否正確判斷下列說(shuō)法是否正確 A只有體積很小的帶電體，才能作為點(diǎn)電荷只有體積很小的帶電體，才能作為點(diǎn)電荷 B體積很大的帶電體一定不能看作點(diǎn)電荷體積很大的帶電體一定不能看作點(diǎn)電荷 C點(diǎn)電荷一定是電量很小的電荷點(diǎn)電荷一定

14、是電量很小的電荷 第29頁(yè)/共33頁(yè)2.關(guān)于庫(kù)侖定律公式關(guān)于庫(kù)侖定律公式 ,說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是:()A.當(dāng)兩電荷的距離無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)當(dāng)兩電荷的距離無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí),庫(kù)侖力為零庫(kù)侖力為零B.當(dāng)兩電荷的距離趨于零時(shí)當(dāng)兩電荷的距離趨于零時(shí),庫(kù)侖力為無(wú)窮大庫(kù)侖力為無(wú)窮大C.當(dāng)兩電荷的電量均增大為原來(lái)的當(dāng)兩電荷的電量均增大為原來(lái)的2倍倍,距離不變距離不變,庫(kù)侖力為原來(lái)的庫(kù)侖力為原來(lái)的2倍倍D.當(dāng)兩電荷的電量均增大為原來(lái)的當(dāng)兩電荷的電量均增大為原來(lái)的2倍倍,距離變?yōu)榫嚯x變?yōu)樵瓉?lái)的原來(lái)的2倍倍,庫(kù)侖力不變庫(kù)侖力不變第30頁(yè)/共33頁(yè)3、如圖、如圖A、B、C三只相同的導(dǎo)體球，架在絕緣三只相同的導(dǎo)體球，架在絕緣支架上，

15、已知支架上，已知A球帶有正電荷，球帶有正電荷，B、C兩球不帶電。兩球不帶電。問(wèn)：?jiǎn)枺海?）如何使）如何使B、C兩球都帶有正電？?jī)汕蚨紟в姓?？?）如何使）如何使B、C兩球都帶有負(fù)電？?jī)汕蚨紟в胸?fù)電？（3）如何使）如何使B、C兩球帶上異種等量的電荷？?jī)汕驇袭惙N等量的電荷？ABC第31頁(yè)/共33頁(yè)例：如圖，是靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線的分布，例：如圖，是靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線的分布，下列說(shuō)法正確的是：（下列說(shuō)法正確的是：（）A A、這個(gè)電場(chǎng)只能是負(fù)電荷的電場(chǎng)、這個(gè)電場(chǎng)只能是負(fù)電荷的電場(chǎng)B B、點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷q q在在A A、B B兩處受到的電場(chǎng)力兩處受到的電場(chǎng)力F FB BFFA AC C、點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷q q在在A A、B B兩處的加速度大小，兩處的加速度大小，a aA AaaB B （不計(jì)重力）（不計(jì)重力）D D、負(fù)電荷在、負(fù)電荷在B B點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力方向沿點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力方向沿B B點(diǎn)切點(diǎn)切 線方向線方向ABB第32頁(yè)/共33頁(yè)