2022-2023学年高二物理竞赛课件：电荷 库仑定律

电荷 库仑定律 电荷守恒定律： 在一个孤立系统内发生物理变化的 过程中，正负电荷的代数和保持不变。 电荷的量子化效应：Q=Ne 电荷 库仑定律 一、电荷 电荷的种类：正电荷、负电荷 电荷的性质：同号相斥、异号相吸 电量：电荷的多少 单位：库仑 符号：C 电荷不能脱离电场而存在; 电荷不能脱离质量而存在——带电粒子的静止质量 不为零。 电能是应用最广泛的能源； 电磁波的传播实现了信息传递； 电磁学与工程技术各个领域有十分密切的联系； 电磁学的研究在理论方面也很重要。 1905年爱因斯坦建立 狭义相对论 1865年麦克斯韦提出 电磁场理论 1820年 奥斯特发现 电流对磁针的作用 公元前600年 1831年 法拉第发现 电磁感应 古希腊泰勒斯 第一次记载电现象 静电场----相对于观察者静止的电荷产生的电场 稳恒电场—不随时间改变的电荷分布产生不随时间 改变的电场 两个物理量： 场强、电势； 一个实验规律：库仑定律； 两个定理： 高斯定理、环流定理 二、库仑定律 真空中两个静止的点电荷之间的作用力（静电力），与它们所带电量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力沿着这两个点电荷的连线。 ——真空介电常数。 ——单位矢量，由施力物体指向受力物体。 ——电荷q1作用于电荷q2的力。 6 讨论 库仑定律包含同性相斥，异性相吸这一结果。 (a)q1和q2同性，则q1 q2>0, 和 同向， 方程说明1排斥2 斥力 (b)q1和q2异性，则q1 q2<0, 和 反向， 方程说明1吸引2 引力 注意：只适用两个点电荷之间 数学表达式 离散状态 连续分布 静电力的叠加原理 作用于某电荷上的总静电力等于其他点电荷单独存在时作用于该电荷的静电力的矢量和。 所以库仑力与万有引力数值之比为 电子与质子之间静电力（库仑力）为吸引力 电子与质子之间的万有引力为 例1：在氢原子中，电子与质子的距离为5.310-11米，试求静电力及万有引力，并比较这两个力的数量关系。 忽略！ 解：由于电子与质子之间距离约为它们自身直径的105倍，因而可将电子、质子看成点电荷。 例2：两个小球的质量都是m，都用长为l 的细绳挂在同一点，它们带有相同电量，静止时两线夹角为2θ，设小球的半径和线的质量都可以忽略不计，求每个小球所带电量。 解：小球受力及坐标如图， 联立解得 mg x y l f θ x q q T 列方程得： 当电荷静止不动时，两种观点的结果相同。但当电荷运动 或变化时，则出现差异。近代物理学证明“场”的观点正确。 电场 电荷 电荷 电场是什么？电场是一种物质。场和(由基本粒子组成的)实物物质一样，具有能量、动量和质量。场和实物是物质存在的两种基本形式。 场和实物物质的主要区别是：实物独占一定的空间；而场总是弥漫在一定的空间内，具有可叠加性。 $