6-1電荷和電場.ppt

1、一、電荷,1.電荷,摩擦起電和雷電：對電的最早認識,兩種電荷：正電荷和負電荷,電性力：同號相斥、異號相吸,電量：物體帶電荷數(shù)量的多少,單位：庫侖 C,宏觀帶電體的帶電量qe，準連續(xù)。,夸克模型,e=1.60210-19庫侖，為電子電量,2.電荷量子化,密立根,強子的夸克模型具有分數(shù)電荷（ 或 電子電荷）但實驗上尚未直接證明。,在自然界中，電荷總是以基本單元的整數(shù)倍出現(xiàn)，近代物理把電荷的這種不連續(xù)性稱為電荷的量子化。,3、電荷守恒定律,正負電荷的代數(shù)和在任何物理過程中始終保持不變，這一規(guī)律稱為電荷守恒定律。,（自然界的基本守恒定律之一）,二、庫侖定律,1785年，法國物理學(xué)家?guī)靵觯–.A.Cou

2、lomb)給出了真空中兩個點電荷間的相互作用,庫侖（C.A.Coulomb),庫侖扭稱,通過測量絲線扭轉(zhuǎn)角度確定q與Q之間作用力。,1.點電荷:電量集中在一個幾何點,(2)可以簡化為點電荷的條件:,(1)點電荷是理想化的物理模型,(3)相對性:視研究問題而定,2.庫侖定律,在真空中，兩個靜止點電荷之間相互作用力與這兩個點電荷的電荷量的乘積成正比，而與這兩個點電荷之間的距離的平方成反比，作用力的方向沿著這兩個點電荷的連線，同號電荷相斥，異號電荷相吸。,庫侖定律說明：,同號電荷相互排斥異號電荷相互吸引,1.力的方向,2.兩個以上點電荷之間的相互作用,3.靜電力與萬有引力,在原子中，電子和質(zhì)子之間的

3、靜電力遠比萬有引力大，由此，在處理電子和質(zhì)子之間的相互作用時，只需考慮靜電力，萬有引力可以略去不計。,1.電場,三、電場 電場強度,兩點電荷之間的相互作用力是相距一定距離而發(fā)生的，不同于通常物體間相接觸的相互作用力.這種超距離的相互作用靠什么傳遞呢?普遍的觀點認為，第一個電荷在它周圍的空間產(chǎn)生電場，第二個電荷并沒有直接接觸第一個電荷，而是處在它的電場中并與該電場發(fā)生相互作用.,2.電場強度,單位,在電場中的某點，單位正電荷所受到的電場力為該點電場的電場強度，簡稱場強.,電荷 在電場中受力,1.點電荷的電場強度,四、用庫侖定律計算場強,由力的疊加原理得 所受合力,故 處總電場強度,2.點電荷系的

4、電場強度,例6-1 一點電荷 位于坐標(-d,0)處，另一點電荷 位于(+d,0)處，如圖所示，計算點P(x,y)處 場強，設(shè)d=1m,x=y=2m.,解：,Q1和Q2的場強大小為,總場強在x、y軸上的分量,例6-2 如圖所示為由位于(0，a)的正電荷Q與位于(0，-a)的 負電荷-Q所組成的電偶極子，求其垂直平分線上距 O點r處點P的場強.,解：,在x軸上任何一點，兩個電荷產(chǎn)生的場強有同樣的大小,由對稱性可知，E+與E-的x分量抵消了，只剩y分量,將電偶極子中一個電荷的電量Q與正負電荷之間距離d的乘積定義為電偶極矩，用符號P表示，d的方向由 -Q指向Q.則有,注意,3. 電荷連續(xù)分布情況,點 處電場強度,例6-3 一無限長帶電直線，電荷線密度為，求距該直線R處的 電場強度.,解：,選擇電荷元,產(chǎn)生的元場強的大小,由對稱性可知，場強的y分量抵消,例6-3 如圖所示為半徑a的均勻帶電圓環(huán)，總電量Q，求圓環(huán)軸 線上距圓心為x處點P的場強.,解：,選擇電荷元,產(chǎn)生的元