第一章 第一節(jié) 電荷及其守恒定律
1. 電氣化方法的實驗研究
1、物體具有吸引輕、小物體的能力
性質(zhì)是指物體帶電或帶電。
2.兩種收費方式
自然界中存在兩種電荷,即正電荷和負(fù)電荷。 例如:用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷; 用干毛皮摩擦的硬橡膠棒帶有負(fù)電荷。 相同的電荷相互排斥,不同的電荷相互吸引。 (帶有不同電荷的物體一定會相互吸引嗎?)不一定。 除了帶不同電荷的物體相互吸引外,帶電物體還具有吸引光和小物體的特性。 這里的“輕小物品”可能不收費。
3.如何開機
使物體起電的方法有摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電三種。
1 摩擦起電:兩個不同物體的原子核具有不同的電子結(jié)合能力。 當(dāng)兩個物體相互摩擦?xí)r,○
束縛電子能力強的物體會獲得電子而帶負(fù)電; 結(jié)合電子能力弱的物體會失去電子并帶正電。 (正負(fù)電荷的分離和轉(zhuǎn)移)
2 接觸起電:由于帶電物體缺少(或過剩)電子,當(dāng)帶電物體與不帶電物體接觸時,會○
它使不帶電的物體失去電子(或獲得電子),從而使不帶電的物體因電子缺乏(或過剩)而帶正電(帶負(fù)電)。 (電荷從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到另一部分)
3 感應(yīng)充電:當(dāng)帶電物體接近導(dǎo)體時,導(dǎo)體中的自由電子會靠近或遠(yuǎn)離帶電物體。
移動。 (電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體)
三種起電方式有所不同,但本質(zhì)上都涉及電子的轉(zhuǎn)移,使電子過多的物體(部分)帶負(fù)電,缺少電子的物體(部分)帶正電。 在電子轉(zhuǎn)移過程中,電荷總量保持不變。
2. 電荷守恒定律
1. 收費數(shù)量:收費金額。 在國際單位制中,其單位是庫侖,符號是C。
-192。 元素電荷:電子和質(zhì)子所帶電荷的絕對值為1.6×10C。 所有帶電物體的電荷等于 e 或
e 的整數(shù)倍。 (元素電荷是帶有足夠小的電荷的帶電物體嗎?提示:不是,元素電荷是一個抽象的概念,它不是指某個帶電物體,它是指電荷的多少。另外,所帶電荷的多少任何帶電物體都是1.6×10-19C的整數(shù)倍。)
3、比電荷:粒子的電荷與粒子質(zhì)量的比值。
4.電荷守恒定律
陳述1:電荷守恒定律:電荷既不能憑空產(chǎn)生,也不能憑空消失。 它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從一個物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。 在傳輸過程中,電荷總量仍然存在。 持續(xù)的。
陳述2:在與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)中,正電荷和負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。
例:有兩個相同的帶電絕緣金屬球A、B,其電荷分別為QA=6.4×10-9 C、QB=-3.2×10-9 C。 讓兩個絕緣球接觸。 接觸過程中如何轉(zhuǎn)移電子以及轉(zhuǎn)移多少電子?
[想法提示] 當(dāng)兩個相同的金屬球接觸時,根據(jù)對稱性,這兩個金屬球必須具有相同的電荷量。 如果兩個球原來帶的電荷相同,則將電荷相加,然后平分; 如果兩個球原本帶不同電荷,則先將電荷中和,然后平分。
第一章 第二節(jié) 庫侖定律
1. 電荷之間的相互作用
1、點電荷:當(dāng)電荷本身的大小遠(yuǎn)小于到其他帶電物體的距離時,可以忽略帶電物體上電荷的具體分布,將其抽象為幾何點。 這種帶電物體稱為點電荷。 點電荷是一種理想化的物理模型。 VS點
2、帶電體被視為點電荷的條件:
①兩個帶電物體之間的距離遠(yuǎn)大于其尺寸;
②兩個電荷分布均勻的絕緣球。
3、影響電荷間相互作用的因素:①距離②電量③帶電體的形狀和大小
2.庫侖定律:真空中兩個靜止點電荷之間的力與其電荷的乘積成正比。
它們與距離的平方成反比,力的方向位于連接它們的線上。
Fk (靜電力常數(shù)——k=9.0×109N·m2/C2) r
注1.定律成立條件:真空、點電荷
2、靜電力常數(shù)——k=9.0×109N·m2/C2(庫侖撓度)
3.計算庫侖力時,僅代入電荷的絕對值
4. 方向在它們的連線上,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
5. 兩個電荷之間的庫侖力是一對相互作用力
庫侖扭轉(zhuǎn)平衡實驗,控制變量法
示例:電荷量為+3Q 和-Q 的兩個點電荷固定在相距2L 的A 點和B 點。 現(xiàn)在,電荷為 +q 的點電荷放置在 AB 線的中點 O 處。 求 q 上的庫侖力。
第一章 第三節(jié) 電場強度
1.電場——電荷之間的相互作用是通過電場發(fā)生的
存在于電荷(帶電體)周圍的物質(zhì)。 電場是看不見、摸不著的,但卻是客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形式。
它的基本特性是它對放置在其中的電荷施加力。 這種力稱為電場力。
電場測試方法:將帶電物體放入其中,看是否受力。
測試電荷:用于測試電場特性的電荷。 電荷很小(不影響原有電場); 體積很小(可作為粒子)的電荷也稱為點電荷。
2、電場強度
1. 場源電荷
2、電場強度
置于電場中某一點的電荷所受到的電場力與其所帶電荷量的比值,稱為該點的電場強度。
度,簡稱場強。 EF SI 單位:N/C q
電場強度是一個矢量。 規(guī)則:正電荷在電場中某一點所受到的電場力的方向就是該點電場強度的方向。 即如果Q是正電荷,則E的方向是沿著連接PQ并遠(yuǎn)離Q的連線; 如果Q是負(fù)電荷,則E的方向是沿著連接PQ并指向Q的線。(“離開+Q并來到-Q”)
電場強度是描述電場本身力的性質(zhì)的物理量。 它反映了電場中某一點的電場特性。 它的大小表示電場的強度。 它由產(chǎn)生電場的場源電荷和點的位置決定,與測試電荷無關(guān)。 它在數(shù)值上等于單位電荷在該點施加的電場力。
1V/m=1N/C
3.點電荷場強公式
EFQk2 qr
4. 電場疊加
在幾個點電荷形成的電場中,某一點的場強等于該點各電荷單獨存在時所產(chǎn)生的場強的矢量和。 這稱為電場疊加原理。
5.電場線
1、電場線:為了形象地描述電場,在電場中畫出的一些曲線。 曲線的密度表示
表示場強的大小高中物理選修3-1,曲線上某一點的切線方向表示場強的方向。
2.電場線的特性
1)電場線密集的地方場強強,電場線稀疏的地方場強弱。
2)靜電場的電場線以正電荷開始,以負(fù)電荷結(jié)束。 孤立的正電荷(或負(fù)電荷)的電場線
停在無窮遠(yuǎn)
3)。 電場線不會相交或相切。
4)電場線是假想的,在實際電場中并不存在。
5)電場線不是閉合曲線,與電場中帶電粒子的運動軌跡沒有必然聯(lián)系。
3、幾種典型電場的電場線
1)正負(fù)點電荷電場中電場線的分布
特點:a. 越接近點電荷,電場線越密??,場強越大。
b. 構(gòu)造一個以點電荷為球心的球面。 電場線處處垂直于球面。
在這個球體上,場強處處相等,但方向不同。
2)等量異種點電荷形成的電場中電場線的分布
特點:a. 沿著點電荷連接線,場強先變小,然后變大。
b. 在連接兩個點電荷的中垂直平面(中垂直線)上,場強方向相同,且
始終垂直于中心垂直面(中心垂直線)
C。 在中垂直平面(中垂直線)上,它與連接兩個點電荷的線的中點 0 等距。
每個點的場強相等。
3)等量點電荷形成的電場中電場線的分布
特點:a. 兩點電荷連線中點 O 處的場強為 0
b. 連接兩個點電荷的連線中點附近的電場線很稀疏,但場強不為0。
C。 從連接兩個點電荷的連線的中點到無窮遠(yuǎn),電場線先變密,然后變稀疏。
4)電場均勻
特點:a. 均勻電場是大小和方向相同的電場,因此均勻電場的電場線是等距、同向的平行直線。
b. 電場線的密度反映了電場的強度,電場的方向與電場線平行。
第一章第四節(jié)電勢能量和電勢
1、電位差:電位差等于電場中兩點之間的電位差。 電場中某一點的電勢是該點與零電勢點之間的電勢差。
(1)計算公式UABAB
(2) 單位:伏特(V)
(3) 電勢差是一個標(biāo)量。 它的正值和負(fù)值表示大小。
2、電場力的做功
電場力做功的特點: 電場力做的功與重力做的功相同。 只與起止位置有關(guān),與路徑無關(guān)。
1、電勢能:電荷處于電場中時所具有的、由其在電場中的位置決定的能量稱為電勢能。
注:系統(tǒng)性和相對論性
2. 電勢能的變化與電場力做功的關(guān)系
W電AB=E電AE電B=-(E電BE電A)=-E電
1)。 電荷在電場中具有電勢能。 2)電場力對電荷做正功,電荷的電勢能減小。
3)電場力對電荷做負(fù)功高中物理選修3-1,電荷的電勢能增加。
4)與電場力所做的功一樣多,電荷的電勢能也會發(fā)生變化。
5)。 電勢能是相對的。
與零電勢能面相關(guān)(通常是距場源電荷無限遠(yuǎn)處的電荷電勢
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