2020年高中物理竞赛（基础篇）—电磁学 第一章 真空中的静电场(共106张PPT)

2020高中物理竞赛 电磁学 第一章 真空中的静电场 §1.1 电荷与库仑定律 1.电荷与电荷守恒定律 2. 库仑定律 3. 两任意带电体间的静电力 §1.1.1 电荷与电荷守恒定律 1、电荷： （1）摩擦起电 （2）两种电荷 任何物体本身都有电荷，只不过数量相等。 自然界只有两种电荷，正电荷和负电荷 正负电荷的定义 按惯例即富兰克林当初的定义： 在室温下丝绸摩擦过的玻璃棒 所带的电荷称为正电荷； 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电 荷称为负电荷。 图1.1 美国科学家富兰克林 2、电荷的特点： （1）电荷的性质： 同种电荷相斥，异种电荷相吸 （2）电量：物体所带电荷的数量 测量电量的仪器：验电器、静电计 电子电量 1.602176462(83)×10－19C （1999年数据） （3）电子的发现及其电荷测量 1891年，英国斯通尼：电的自然单位electon 1897年，Thomson发现电子，并用荷质比测量了 阴极射线粒子的荷质比： e/m＝107 ~3×107 荣获1906年的诺贝尔物理奖 1898年，斯托克斯测量电荷最小单位 e＝5 ×10-10静电单位 1906－1908年，美国密立根用油滴实验，测定电 荷最小单位是 e＝4.06 ×10-10静电单位， 由此荣获1923年的诺贝尔奖 图1.2电子的发现者 汤姆逊(J.J.Thomson) 图1.3 美国物理学家密立根(R.A.Milliken) 20世纪60年代物理学家提出了一种更基本的粒子——夸克(quark) 但都不是以自由状态存在，而是被禁闭在强子内部，不能脱离强子自由运动。 带电量为e/3，和2/3e，即基本电荷电量变小。 图1.4 图1.5 （1） 电磁学意义上的点电荷 当一个带电体本身的线度比所研究的问题中所涉及的距离小很多时，该带电体的形状与电荷与其上的分布状况均无关紧要，该带电体就可以看作一个带电的点，叫点电荷，因此它是一个相对的概念。 （2）电荷的量子性 实验发现：自然界中，电荷总是以一个基本单元的整数倍出现。 （3）电荷是物质的基本属性 不存在不依附物质的单独电荷 3、点电荷 （4） 电子是点电荷 电子电荷集中在半径小于10-18m的小体积内 （5）电荷对称性－反