2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：電荷庫侖定律12

電荷庫侖定律

電荷庫侖定律1.真空中的庫侖定律

在真空中，q1和q2兩個點電荷之間的相互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，作用力的大小與電荷q1和q2的乘積成正比，與這兩個點電荷的距離的平方成反比。

F1

F2q1

r

q2實驗定出，k=8.9880

109Nm2/C2

9

109Nm2/C2

0=8.8510-12C2/Nm2------------真空介電常數(shù)

式中

------

電介質(zhì)介電常數(shù)2、電介質(zhì)中電荷的相互作用-----電介質(zhì)相對介電常數(shù)

一電場強度q0—檢驗電荷(電量小、線度小)

定義：

二、場強疊加原理

在由點電荷系所組成的電場中的某一點處，所受的作用力等于各個點電荷單獨存在時對的作用力的矢量和。兩邊除以，有：

--------場強疊加定理

場強疊加原理：電場中某點的場強等于每個電荷單獨在該點產(chǎn)生的場強的疊加(矢量和)。三場強度的計算1、點電荷場強公式2、點電荷系的場強3、任意帶電體的場強

qr·pq0E根據(jù)場強定義：------點電荷場強公式

應(yīng)用場強疊加定理可計算

應(yīng)用積分方法可計算四、帶電體在外場中受力注意真空中與介質(zhì)中的區(qū)別但對帶電體而言，須用積分方法計算。

點電荷q處于電場中時，受電場作用力為：五、電力線·dqQRroxx

·pdE

dE

dE

dq

dE

[例1]一半徑為R、帶電量為Q的均勻帶電細圓環(huán)，求其軸線上任一點的場強。解：把Q分成無限多dq如圖，dq產(chǎn)生的場強為dE，由對稱性分析知，所有dq產(chǎn)生的dE

相互抵消,整個圓環(huán)產(chǎn)生的場強E=

dE

=

dE

cos

=

dq4

0r2cos

1

xrQx)(4

0r2=

dq4

0r3=特例：當x>>R時，有E

4

0x2Q[例2]半徑為R，面電荷密度為

的均勻帶電圓盤在軸線上任一點產(chǎn)生的場強。R

dEx·prodrdqx孤立導(dǎo)體的電容：孤立導(dǎo)體帶電量與其電壓之比

電容決定于電容器本身的結(jié)構(gòu)(極板的形狀、尺寸及極板間的電介質(zhì)情況)和所帶電量無關(guān)。單位：法(F)

當導(dǎo)體周圍有其他導(dǎo)體存在時，其電勢不僅與自己所帶電量有關(guān)，還與其他導(dǎo)體的位置、形狀以及所帶電量有關(guān)。電容器：由兩個或多個導(dǎo)體所構(gòu)成的導(dǎo)體組合。

電容器電容：當電容器兩極板分別帶有等量異號電荷時，電量q與兩極板的電勢差△U的比值。

-σ+σ

s

d1平板電容器RARBL2、圓柱形電容器

兩板帶電分別為+q和-q，且均勻分布，有q=λL,則兩板間場強為：3、球形電容器RBRA三、電容器的串并聯(lián)

1.串聯(lián)：

2.并聯(lián)

C=C1+C2+C3+…

dqq=ndqU以平板電容器為例：其電容量為C

q+dqQE-Q…-(q+dq)q-q…2dq-2dqdq-dq00t=tt=0

自t=0開始，每次自下極板把微量電荷dq移至上極板，電容器間電場逐漸加大，除第一次外，每次移動外力都要克服靜電力作功：

t時刻，電容器帶電q，此時若再移動dq，外力作功為dA=

dq=(q/C)dq

最后，使電容器帶電Q

，則外力作功共為

Q22CA=

0

dAQ=

0

()dq=QqC

外力作的功全部儲存在電容器中。

故電容器儲能：