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1、第一章第一章 静电场静电场 第一节第一节第一节第一节 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律一、电荷：一、电荷：1 1正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷P2P22 2负电荷：把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷负电荷：把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷P2P23 3相互作用：相互作用：同种电荷同种电荷 ，异种电荷，异种电荷 。思考：为什么自然界没有第三种电荷？思考：为什么自然界没有第三种电荷？相互排斥相互排斥相互吸引相互吸引二、起电的三种方式：二、起电的三种方式：1.1.摩擦起电：摩擦起电：两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的两个物
2、体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。电子的物体则带正电。P2P2 实质：电子的转移！实质：电子的转移！2.2.感应起电：感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷的现象。带异号电荷的现象。P3P3 实质：电荷的重新分布！实质
3、：电荷的重新分布！3.3.接触起电：接触起电：相互接触的物体带上电荷的现象相互接触的物体带上电荷的现象实质：电荷从一个物体转移到另一个物体！实质：电荷从一个物体转移到另一个物体！二、电荷守恒定律：二、电荷守恒定律：大量事实表明：电荷既不会创生，也不会大量事实表明：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。在转移或者从物体的一部分转移到另一部分。在转移的过程中，电荷的总量保持不变。的过程中，电荷的总量保持不变。P4P4或或 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保
4、持不变。代数和保持不变。P4P4三、元电荷：三、元电荷：1.1.电量电量q q：电荷的多少叫电荷量。简称电量。电荷的多少叫电荷量。简称电量。单位：库仑（符号单位：库仑（符号C C）2.2.元电荷元电荷e:e:最小的电荷量。最小的电荷量。e=1.60e=1.601010-19-19C (C (密立根油滴实验）密立根油滴实验）电子：电子：e=e=1.601.601010-19-19C C 质子：质子：e=e=1.601.601010-19-19C C 一切带电体所带电量都是元电荷的整数倍一切带电体所带电量都是元电荷的整数倍 电荷量是不能连续变化的物理量电荷量是不能连续变化的物理量3.3.电子的比荷
5、电子的比荷:电子的电荷量电子的电荷量e e与电子的质量与电子的质量m me e之比之比.第一章第一章 静电场静电场第二节第二节第二节第二节 库仑定律库仑定律库仑定律库仑定律思考：思考：电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？1.1.实验装置：实验装置：2.2.实验方法：控制变量法。实验方法：控制变量法。3.3.通过丝线偏离竖直方向通过丝线偏离竖直方向的角度来显示力的大小。的角度来显示力的大小。4.4.结论：结论：距离不变时，电量距离不变时，电量Q Q越大，作用力越大，作用力F F越大越大电量不变时，距离电量不变时，距离r r越大，作用力越大，作用力F F越小
6、越小一、库仑定律：一、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互真空中两个静止点电荷之间的相互作用力作用力,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方成反比与它们的距离的二次方成反比,作用力的作用力的方向在它们的连线上方向在它们的连线上.电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。1.大小：大小：静电力常量静电力常量 k=9.0109Nm2/C22.方向：在两电荷的连线上方向：在两电荷的连线上4.适用条件：适用条件：真空中真空中（空气中近似成立）（空气中近似成立）点电荷点电荷二、点电荷二、点电荷 当带电体间的距离比它们自身的大小
7、大得当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了 简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以 很大。点电荷这个概念与力学中的很大。点电荷这个概
8、念与力学中的“质点质点”类似。类似。（有电量（有电量,没大小的点）没大小的点）第一章第一章 静电场静电场第三节第三节第三节第三节 电场强度电场强度电场强度电场强度电场电场电荷电荷A电荷电荷B用场的观点分析电荷用场的观点分析电荷A A和和B B间的相互作用间的相互作用一一、电场的概念：、电场的概念：1、带电体周围客观存在的特殊物质。、带电体周围客观存在的特殊物质。具有质量、能量。具有质量、能量。2、任何带电体的周围都存在电场。、任何带电体的周围都存在电场。3、基本性质：电场对放入其中的电荷有电场力、基本性质：电场对放入其中的电荷有电场力 的作用，这种电荷间的作用总是通过电场的作用，这种电荷间的作
9、用总是通过电场 进行的。进行的。静止电荷产生的电场，称为静电场静止电荷产生的电场，称为静电场！场源电荷（源电荷）场源电荷（源电荷）试探电荷（检验电荷）试探电荷（检验电荷）放入该点的检验电荷的电荷量检验电荷受到库仑力F电场强度E电场中的B点(与场源电荷相距r）q2q电场中的C点(与场源电荷相距R）q2q研究场源电荷研究场源电荷A(A(电荷量为电荷量为Q Q）所产生的电场）所产生的电场二、电场强度：二、电场强度：1、定义、定义:放入电场中某点的电荷所受的静电力放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它跟它 的电量的电量q的比值，叫做该点的电场强度。的比值，叫做该点的电场强度。2、定义式：、定义式：3、
10、单位：牛顿、单位：牛顿/库仑（库仑（N/C）计算时，若电荷是负电荷只需将它的计算时，若电荷是负电荷只需将它的绝对值绝对值代入代入4、方向：、方向：E的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向跟正电荷在该点所受静电力 F 的方向相同，跟负电荷在该点所受静电力的方向相同，跟负电荷在该点所受静电力 F 的的方向相反。方向相反。E是矢量。是矢量。5、物理意义：、物理意义：是描述电场的力的性质的物理量。是描述电场的力的性质的物理量。能描述该点的电场强弱和方向。能描述该点的电场强弱和方向。注意：注意：（1 1）为定义式，适用于一切电场。为定义式，适用于一切电场。（2 2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场）某
11、点的电场强度的大小及方向取决于电场 本身（即场源电荷及这点的位置），本身（即场源电荷及这点的位置），与检验电荷与检验电荷 的正负、电量的大小及受到的电场力无关的正负、电量的大小及受到的电场力无关。具有。具有 唯一性。唯一性。三、点电荷的电场：三、点电荷的电场：1.1.大小：大小：2.2.方向：方向：当当Q Q为正电荷时，为正电荷时，E E的方向沿半径向外；的方向沿半径向外；当当Q Q为负电荷时，为负电荷时，E E的方向沿半径向内的方向沿半径向内适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义定义式，适定义式，适用于一切电用于一切电场场仅对点电荷仅对点电荷的电场适用的电场适用q是检验电是检验电荷，荷，E与与
12、q无关无关Q是场源电是场源电荷，荷，E与与Q成正比成正比和的区别：E+E-E合合PQ1Q2四、电场强度的叠加：四、电场强度的叠加：1.1.电场中某点的电场强度为各个点电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷在 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。P12P122.2.一个半径为一个半径为R R的均匀带电球体（或球壳）在的均匀带电球体（或球壳）在 外部产生的电场外部产生的电场 与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷 产生的电场相同产生的电场相同.P12P12QrPrQP（rR)rR)3.3.电场强度的叠加，应遵循平行四边形法则。电场强度的叠加，应
13、遵循平行四边形法则。五、电场线：五、电场线：画在电场中的一条条有方向的曲线画在电场中的一条条有方向的曲线规定：规定：1.1.电场线上每一点的切线方向跟该点的场强电场线上每一点的切线方向跟该点的场强 方向一致。方向一致。2.2.电场线的疏密表示场强的大小电场线的疏密表示场强的大小（1）、孤立的点电荷）、孤立的点电荷正点电荷正点电荷负点电荷负点电荷（2）、两个等量的正、负电荷）、两个等量的正、负电荷 等量的异种电荷等量的异种电荷电羽带异种电荷电羽带异种电荷（3）、两个等量的正电荷）、两个等量的正电荷电羽带同种电荷电羽带同种电荷等量的正电荷等量的正电荷1.1.电场线是假想的电场线是假想的,不是真实存
14、在的；不是真实存在的；2.2.电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无穷电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无穷远或负电荷；远或负电荷；3.3.电场的疏密程度表示场强的大小，越密的地电场的疏密程度表示场强的大小，越密的地方越强，越疏的地方越弱；方越强，越疏的地方越弱；4.4.电场线不相交、不闭合；电场线不相交、不闭合；等量的正等量的正(同种）电荷同种）电荷(1)连线中点连线中点O处的场强为零。处的场强为零。(2)从中点从中点O沿中垂面（线）沿中垂面（线）到无限远，电场线先变密后到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小变疏，即场强先变大后变小.O(3)连线的中垂线上各点的场连线的中垂线上各点的
15、场强方向和该直线平行。强方向和该直线平行。等量的异种电荷等量的异种电荷（1）连线上各点的场强方向）连线上各点的场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大。线方向场强先变小再变大。连线中点的电场强度最小，连线中点的电场强度最小，但不为零。但不为零。（2）连线的中垂面（线）上，）连线的中垂面（线）上，场强的方向都相同，且与中垂场强的方向都相同，且与中垂面）线）垂直。面）线）垂直。.O六、匀强电场六、匀强电场:如果电场中各点电场强度的大小相等、如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫做匀强电场方向相同，这个电场就叫做匀强电场。三个自由点电荷的平
16、衡问题：三个自由点电荷的平衡问题：例题：例题：有两个带正电的小球，电荷量分别为有两个带正电的小球，电荷量分别为Q和和9Q，在真空中相距，在真空中相距L，如果引入第三个小球，如果引入第三个小球，恰好使得三个小球只在它们相互的静电力作用恰好使得三个小球只在它们相互的静电力作用下都处于平衡状态，第三个小球应带何种电荷，下都处于平衡状态，第三个小球应带何种电荷，应放在何处，电荷量又是多少？应放在何处，电荷量又是多少？在例题中，若两小球带电荷量分别为在例题中，若两小球带电荷量分别为Q和和-9Q，其他条件不变，则放入的第三个小球的带电性质、带的其他条件不变，则放入的第三个小球的带电性质、带的电荷量及位置如何？电荷量及位置如何？三个自由电荷，在静电力作用下处于平衡三个自由电荷，在静电力作用下处于平衡状态，则这三个电荷一定在同一条直线上。状态，则这三个电荷一定在同一条直线上。规律：规律：（1）两边电荷电性相同，中间电荷电性与两边）两边电荷电性相同，中间电荷电性与两边 相反，且靠近电荷量较小的一边；相反，且靠近电荷量较小的一边；（2）中间电荷电荷量最小。）中间电荷电荷量最小。两同夹一异，两大夹一小，近小
