内容正文:
选修3-1
第一章 电荷及其守恒定律
第1节 电荷及其其守恒定律
一、电荷
1.电荷种类
(1)正电荷: 与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 (符号 “+”).
(2)负电荷: 与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷(符号 “-”).
2.电荷的性质:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
二、三种起电方式
1.摩擦起电
(1)定义:当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧得电子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,失去电子的物体则带正电,这就是摩擦起电.
(2)摩擦起电的实质:摩擦使电子从一个物体转移到另一个物体.
2.感应起电
(1)静电感应:当一个带电体靠近不带电的导体时,可以使导体带电的现象叫做静电感应.
(2)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程,叫做感应起电.
(3)感应起电的原因:当带电体靠近导体时,由于电荷间的相互吸引或排斥,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带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷(近异远同).
(4)感应起电的实质:自由电子从物体的一部分转移到另一部分.
3.接触起电
(1)定义:一个物体带电时,电荷间会相互排斥,如果接触另一个导体,电荷会转移到这个导体上,使之带电,这种方式称为接触起电.
(2)实质:电子的得失,即电子从一个物体转移到另一个物体.
三、电荷守恒定律
1.内容:电荷既不会创造,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或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.
2.另一种表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变.
例:下列有关起电的说法正确的是( )
A.摩擦起电说明电荷是可以创造的
B.感应起电的过程中电荷总量不守恒
C.接触起电的本质是物体的电子发生了转移
D.等量的正、负电荷可以中和,说明电荷可以被消灭
解析:A.摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体,并没有产生电荷,物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子,故A错误;B.感应起电过程电荷在电场力作用下,电荷从物体的一部分转移到另一个部分,总的电荷量并没有改变,故B错误;C.接触起电的本质是物体的电子发生了转移.故C正确;D.等量的正、负电荷可以中和,但电荷并没有被消灭,只是整体不显示电性而已,故D错误;
答案:C
四、元电荷
1.电荷量
(1)定义:电荷的多少叫做电荷量.
(2)单位:库仑,符号是 C.
2.最小电荷量:电子所带的电荷量.
3.元电荷
(1)定义:最小电荷量(电子或质子的电荷量)叫做元电荷,用表示.
(2)大小:.
(3)特点:所有带电体的电荷量或者等于,或者是的整数倍,故电荷量不能连续变化.
4.比荷
(1)定义:电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷.
(2)大小:.
第2节 库仑定律
一、库伦定律
1.内容:真空中两个静止的点电荷的相互作用力跟它们所带电量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
2.公式:.其中,是静电力常量,.
3.适用范围:库仑定律只适用于真空中的静止点电荷,但在要求不很精确的情况下,空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律.
4.点电荷
(1)定义:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小 、分布对它们之间的作用力可以忽略不计时,这样的带电体就可以看成点电荷.
(2)特点:点电荷是一种理想化的模型.
例:真空中固定有两个完全相同的带电金属小球A和B,电荷量分别为-3Q和Q两球间的静电力大小为F.现用绝缘工具将两金属球接触,再将A.B两金属小球间的距离增大为原来的两倍,则它们间的静电力大小变为( )
A. B. C. D.
解析:因两电荷异性,带电量分别为,,此时有 ,接触后再分开,带电量各为,则两球的库仑力大小为,即.故B正确、ACD错误.
答案:B
二、三个点电荷的平衡问题
1.平衡条件:要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态,每个电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反,也可以说另外两个点电荷在该电荷处的合场强应为零.
2.平衡原则:遵循平行四边形定则.
3.平衡规律:三点共线,两大夹小,两同夹异,近小远大.
第3节 电场强度
一、电场
1.定义:电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质.
2.基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫做电场力.
3.对电场的理解:
二、电场强度
1.场源电荷:产生电场的电荷叫做场源电荷.
2.试探电荷:用来检验电场是否存在的及强弱分布情况的电荷,叫做试探电荷(或检验电荷).
3.电场强度
(1)定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫做该点的电场强度,简称场