电荷库伦定律电场电场强度

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1、一、电荷及其基本性质10.1电荷库伦定律自然界中只存在两种电荷正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷负电荷：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷同性电荷相互排斥，异性电荷相互相吸电荷量子化：由于最小的自由电荷是电子，因此物体所带的电量是量子化的基本电荷量物体带电量是e的整数倍：当物体带电量较多时，如宏观带电体，电量可以按连续量处理电量(quantityofelectricity)：反应物体带电荷的数量（多少）的物理量常用Q来表示，单位为库伦（Coulomb）C说明：电荷守恒定律：在一个与外界没有电荷交换的封闭系统内，

2、正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变.2）电量的改变只能通过电荷的转移；电荷可以成对产生或湮灭，但代数和不变1）自然界的基本守恒定律之一，适用于一切宏观和微观过程(例如核反应和基本粒子过程)二、库仑定律库仑(C.A.Coulomb17361806）法国物理学家，1785年通过扭秤实验创立库仑定律,使电磁学的研究从定性进入定量阶段.电荷的单位库仑以他的姓氏命名。根据电荷的性质，电荷与电荷间有相互作用力点电荷模型宏观带电体都有一定的体积和形状。在具体问题中，当带电体的形状和大小与它们之间的距离相比允许忽略时，可

3、以把带电体看作一个带电的几何点，称为点电荷(PointCharge)．点电荷是一个物理模型点电荷指对电荷尺度上的要求，并不要求带电体的电量很小当研究的场中某点到带电体几何中心的距离远大于带电体自身时,带电体可以看成点电荷若已知一个点电荷,而研究场中某点到点电荷距离充分小时,此带电体不能视为点电荷注意：这里距离上的要求是相对的，实际是为了在d<

4、小）1）库仑定律自动包含同性相斥，异性相吸这一性质q1和q2同号，则q1q2>0,和同向，与同向，说明同号电荷之间相互排斥斥力F与r同向q1和q2异号，则q1q2<0,和反向，与反向，说明异号电荷之间相互吸引总结：规定矢量的方向是由施力电荷指向受力电荷，且为方向的单位矢量，那么受力电荷所受到的库仑力可表示为矢量式引力F与r反向2）库仑定律遵守牛顿第三定律作用力与反作用力是国际单位制中的比例系数：真空电容率(也称介电常数）库伦定律表达式例1：在氢原子中，电子与质子之间的距离约为5.3×10-11m，求它们之间的库仑

5、力与万有引力，并比较它们的大小。解：氢原子核质子与电子可看作点电荷万有引力为两值比较结论：库仑力比万有引力大得多，所以在原子中，作用在电子上的力，主要是电场力，万有引力完全可以忽略不计。解：由库仑定律例2已知带电粒子a、b、c，所带电量分别为qa=3.0μC，qb=－6.0μC，qc=－2.0μC。试求带电粒子a和b对c的作用力。ayzOθb--c3.0m4.0m本节小结电荷的性质同性相斥、异性相吸电量量子化电荷守恒定律库伦定律力：物体之间的相互作用直接接触通过介质根据库伦定律，真空中两个相互隔开的点电荷也可以发

6、生相互作用场电场的引入10.2电场电场强度间接媒介物质激发作用F++F超距作用超越距离：虽然有距离，但仍然像接触着一样直接作用，不需要媒介和传递时间++（同时）怎样发生的？两种争论：（延时）光速电场电场的最基本性质给位于其中的带电体施加电场力电场激发作用QF电场能够对其中的带电体提供能量和动量，是一种真实的存在++力加速度速度动量能量试验电荷尺寸足够小，小到可以看成点电荷—场点确定电量足够小，小到把它放入电场中后，原来的电场几乎没有什么变化—不干扰源电荷的电场分布电场强度──描述电场中各点强弱的物理量激发电场Qq

7、0r测量：源电荷：试验电荷注意：点电荷只有尺寸上的要求，而试验电荷还有电量上的要求电场的基本属性是对处在电场中的电荷施加作用力，所以可以从力的角度描述电场。为了定量描述场的强弱变化，需引入试验电荷。rq0根据观测：Bingo！++F2q02FF-Q在静止的电荷Q周围的静电场中，放入试验电荷q0，讨论试验电荷q0的受力情况。2）比值与试验电荷无关，只反映了场的信息而与试验电荷无关1）先测力的大小，发现受力与位置（场点）和试验电荷的电量有关电场强度矢量电场强度是静电场中位置的函数。反过来，已知电场强度和电荷，就能得出

8、场中某点处点电荷所受的力可与F=mg对比记忆Electric大小：单位电荷受力大小方向：正电荷受电场力的方向单位：N/C、V/m2）电场强度与检验电荷无关,，反映电场本身的性质3）静电场是矢量场，并且具有单值性。规定：E-+1）电场强度是描述电场的力的性质的物理量电场强度根据已知描述：库仑定律点电荷场强公式说明：1）点电荷电场是非均匀电场2）点电荷电场具有球对称性+-Q>