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1、静电场静电场1电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律2自然界中有两种电荷：自然界中有两种电荷：两种电荷间的相互作用：两种电荷间的相互作用：正电荷和负电荷正电荷和负电荷同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引用毛皮摩擦过的用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电橡胶棒带负电; ;用丝绸摩擦过的用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电玻璃棒带正电. .3物体带电的实质：物体带电的实质：原子原子原子核原子核核外电子（负电）核外电子（负电）质子质子（正电）（正电）中子中子（不带电）（不带电）原来电中性的物体得到电子则带上负电，原来电中性的物体得到电子则带上负电，失去电子的带上正电。失去电子的带上正电。实质是电子
2、的转移。实质是电子的转移。4物物体体带带电电方方法法、摩擦起电、摩擦起电原因：原因：不同物质的原子核束缚电子的本不同物质的原子核束缚电子的本领不同，失去电子的物体带正电，领不同，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。得到电子的物体带负电。5物物体体带带电电方方法法、感应起电、感应起电静电感应的原因：把带电球C移近金属导体A和B时，导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷感应起电没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开，将电荷从物体的一部分转移到另一部分 6物物体体带带电电方方法法、接触带电、接触带电接触后接触后再分开再分开+Q接触后接触后再分开再分开Q3QQQ7三三
3、种种带带电电方方法法(2)(2)感应起电：感应起电： 电荷从物体的一部分转移到另一部分电荷从物体的一部分转移到另一部分(3)(3)接触起电：接触起电： 电荷从一个物体转移到另一个物体电荷从一个物体转移到另一个物体 (1)(1)摩擦起电：摩擦起电： 正负电荷的分开和转移正负电荷的分开和转移8起起电电的的本本质质 无论是哪种起电方式无论是哪种起电方式, ,其本质都是其本质都是将正、负电荷分开将正、负电荷分开, ,使电荷发生转移，使电荷发生转移，实质是电子的转移，并不是创造电实质是电子的转移，并不是创造电荷。荷。9电电荷荷守守恒恒定定律律表述一：表述一： 电荷既电荷既不能创造不能创造, ,也也不能消
4、灭不能消灭, ,它只它只能从一个物体能从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体, ,或从物或从物体的一部分体的一部分转移转移到另一部分到另一部分, ,在转移的过在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变程中，系统的电荷总数保持不变. .表述二：表述二： 一个一个与外界没有电荷交换与外界没有电荷交换的系统，的系统，电荷的代数和总是保持不变。电荷的代数和总是保持不变。10元元电电荷荷电荷量：电荷量：电荷的多少。电荷的多少。单位单位: :库仑库仑 C C最小电荷量最小电荷量：电子所带的电荷量电子所带的电荷量元电荷元电荷：最小电荷量，用最小电荷量，用e e表示表示e=1.60 x10-19C所有带电体的
5、电荷量或者等于所有带电体的电荷量或者等于e e，或者，或者是是e e的整数倍。故电荷量不能连续变化。的整数倍。故电荷量不能连续变化。比荷比荷：带电体的电荷量与质量的比带电体的电荷量与质量的比11库仑定律121 1、内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力、内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力, ,与它们的电荷量的乘积成正比与它们的电荷量的乘积成正比, ,与它们的距离的二次与它们的距离的二次方成反比方成反比, ,作用力的方向在它们的连线上作用力的方向在它们的连线上. .2 2、大小：、大小：F=kQ1Q2/r23 3、方向：同种电荷相互排斥、方向：同种电荷相互排斥, ,异种电荷相互吸引异
6、种电荷相互吸引. . 4 4、适用条件：、适用条件： .真空真空(空气中近似成立空气中近似成立).点电荷点电荷 点电荷是一种理想化模型，只有电荷量而没有大点电荷是一种理想化模型，只有电荷量而没有大小的几何点。小的几何点。135、应用多个电荷的库仑定律时，应注意：、应用多个电荷的库仑定律时，应注意：(1)任何一个电荷所受的库仑力等于周围其他各点电荷任何一个电荷所受的库仑力等于周围其他各点电荷对它的作用力的合力。对它的作用力的合力。(2)几个库仑力或库仑力和其他性质的力合成时均遵守几个库仑力或库仑力和其他性质的力合成时均遵守平行四边形法则。平行四边形法则。14电场强度电场强度15电电 场场万有引力
7、万有引力超距作用超距作用既不需要媒介，也不需经历时间，而是超越空间直接发生的作既不需要媒介，也不需经历时间，而是超越空间直接发生的作用力。用力。静电力像万有引力一样，也是一种超距力静电力像万有引力一样，也是一种超距力超距作用观点不可避免地带来一种神秘色超距作用观点不可避免地带来一种神秘色彩，与人类的理智和科学追求不符彩，与人类的理智和科学追求不符16电电 场场19世纪世纪30年代，法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的年代，法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的电场电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。的。电荷电荷电荷电
8、荷电场电场电场以及磁场已被证明是一种客观存在，并且是互相联系的，电场以及磁场已被证明是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为统称为电磁场电磁场。变化的电磁场以有限的速度变化的电磁场以有限的速度光速，在空间传播。光速，在空间传播。它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而场与实物是物质存在的两种不同形式。场与实物是物质存在的两种不同形式。本章只讨论静止电荷产生的电场，称为本章只讨论静止电荷产生的电场，称为静电场静电场。17电场强度电场强度电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电场的
9、强弱是电场的强弱是与位置有关的。与位置有关的。实验中的带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况实验中的带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为的，称为试探电荷试探电荷，或，或检验电荷检验电荷；被检验的电场是电荷被检验的电场是电荷O所激发的，所有电荷所激发的，所有电荷O称为称为场源电荷场源电荷，或，或源电荷源电荷。电荷量和尺寸充分小电荷量和尺寸充分小18电场强度电场强度怎样来描述电场的强弱呢？怎样来描述电场的强弱呢？能否用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱？能否用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱？不同电荷量的试探电荷，即使在电场的同一点，受到的静电力不同电荷量的试探电荷
10、，即使在电场的同一点，受到的静电力也不相同。也不相同。试探电荷在电场中试探电荷在电场中某点受到的力某点受到的力F很很可能与试探电荷的可能与试探电荷的电荷量电荷量q成正比：成正比：F=EqE是比例常数，与是比例常数，与q无关无关19电场强度电场强度实验表明：实验表明： 试探电荷在电场中某个位置所受的力，的确与试探电荷的试探电荷在电场中某个位置所受的力，的确与试探电荷的电荷量成正比；电荷量成正比； 在电场的不同位置，比例常数在电场的不同位置，比例常数E一般说来是不一样的。一般说来是不一样的。（1）、电场强度：）、电场强度：放入电场中某点的电荷所受的力放入电场中某点的电荷所受的力F与它的电与它的电荷
11、量荷量q的比值，叫做这点的电场强度（场强）的比值，叫做这点的电场强度（场强）。（2）、公式：）、公式：E=F/q（3）、单位：）、单位：牛每库（牛每库（N/C）；伏每米（伏每米（V/m）；1V/m=1N/C（4）、方向：）、方向：电场强度是矢量电场强度是矢量其方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同；跟负电荷在其方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同；跟负电荷在该点所受的静电力的方向相反该点所受的静电力的方向相反比值定义法比值定义法20点电荷的电场点电荷的电场点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？式中式中Q是场源电荷大小是场源
12、电荷大小如果以如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。21电场强度的叠加电场强度的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和该点产生的电场强度的矢量和P点的电场强度，等于点的电场强度，等于+Q1在该点产生的电在该点产生的电场强度场强度E1与与-Q2在该点在该点产生电场强度产生电场强度E2的矢的矢量和量和遵循平行四边形定则。遵循
13、平行四边形定则。22电场强度的叠加电场强度的叠加 一个比较大的带电物体不能看做点电荷。一个比较大的带电物体不能看做点电荷。在计算它的电场时，可以把它分做若干小块，只要每个小块足够小，就可以把每小块在计算它的电场时，可以把它分做若干小块，只要每个小块足够小，就可以把每小块所带的电荷看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场。所带的电荷看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场。一个半径为一个半径为R的均匀带电球体的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电荷量相等的点
14、电荷产生的电场相同，球外各点的电场强场相同，球外各点的电场强度：度：rR，Q是整是整个球体所带的个球体所带的电荷量电荷量23电场线电场线我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？电场线：电场线： 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。的切线方向表示该点的电场强度方向。24电场线电场线25电场线电场线26电场线电场线电场线的特点：电场线的特点：1、电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；、电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；2、电场线在电场中不
15、相交；、电场线在电场中不相交；3、在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强、在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏，可以用电场线的疏密来表示电场度较小的地方电场线较疏，可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小。强度的相对大小。电场线是电场中实电场线是电场中实际存在的线吗？际存在的线吗？27匀强电场匀强电场如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫做叫做匀强电场匀强电场。匀强电场的电场线是什么样的？匀强电场的电场线是什么样的？匀强电场的电场线是间隔相等的平行线匀强电场的电场线是间隔相
16、等的平行线带有等量异号电荷带有等量异号电荷的一对平行金属板，的一对平行金属板，如果两板相距很近，如果两板相距很近，它们之间的电场，它们之间的电场，除边缘部分外，可除边缘部分外，可以看做匀强电场。以看做匀强电场。28电势能和电势29静电力做功的特点静电力做功的特点在电场强度为在电场强度为E的匀强电场中，试探电荷的匀强电场中，试探电荷q沿几条不同路径从沿几条不同路径从A点移动到点移动到B点，这几种情况下静电力对电荷所做的功分别是多少点，这几种情况下静电力对电荷所做的功分别是多少？q所受的静电力：所受的静电力：静电力对静电力对q所做的功：所做的功：30静电力做功的特点静电力做功的特点电荷电荷q沿折线沿折线AMB从从A点移往点移往B点：点：在线段在线段AM上静电力对上静电力对q所所做的功：做的功：在线段在线段MB上静电力对上静电力对q所所做的功：做的功：31静电力做功的特点静电力做功的特点电荷电荷q沿任意曲线沿任意曲线ANB从从A点移动到点移动到B点：点：可以用无数组跟静电力垂直可以用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线和平行的折线来逼近曲线ANB只要只要q移动方向与静电力平行，移动方向与
