大学基础物理-电荷课件.ppt
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- 大学 基础 物理 电荷 课件
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1、u电荷带电现象:物体经摩擦后对轻微物体有吸引作用的现象。两种电荷: 硬橡胶棒与毛皮摩擦后所带的电荷为负电荷。 玻璃棒与丝绸摩擦后所带的电荷为正电荷。 电荷的基本性质: 电荷与电荷之间存在相互作用力,同种电荷相斥,异种电荷相吸。电量:物体所带电荷量的多少。基本电荷量:电量单位: 库仑(C)n = 1,2,3,1906-19171906-1917年,密立根用液滴法首先从年,密立根用液滴法首先从实验上证明了,微小粒子带电量的变实验上证明了,微小粒子带电量的变化不连续化不连续电荷守恒定律:在一个孤立系统中,无论发生了怎样的物理过程,电荷不会创生,也不会消失,只能从一个物体转移到另一个物体上。在一个和外
2、界没有电荷交换的系统内,正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律u库仑定律 真空中两个静止点电荷相互真空中两个静止点电荷相互作用力作用力F 的大小与这两个点电荷的大小与这两个点电荷所带电量所带电量 q1和和q2 的乘积成正比,的乘积成正比,与它们之间的距离与它们之间的距离r 的平方成反的平方成反比。作用力比。作用力F 的方向沿它们的连的方向沿它们的连线方向,同号相斥,异号相吸。线方向,同号相斥,异号相吸。真空中的库仑定律:真空中的库仑定律:1785年,库仑通过扭称实验得到。年,库仑通过扭称实验得到。1qq2221rqqK
3、f 电荷电荷2 2 受电荷受电荷 1 1的力的力fKq qrr122rr r从电荷从电荷1 1指向电荷指向电荷2 2若表示若表示 电荷电荷1 1受电荷受电荷2 2的力的力 表达式仍为表达式仍为fKq qrr122但但r从电荷从电荷2 2指向电荷指向电荷1 1q1q2r r令令K 140 有有理理化化KmN c 9 10922/SI01222885 10.cm N库仑定律库仑定律 国际单位制中国际单位制中真空介电常量真空介电常量 真空电容率真空电容率在氢原子中,电子与质子的距离约为5.310-11 m。求它们之间的万有引力和静电力。解:N1023. 8103 . 51085. 84)106 .
4、1 (4182111221922reFoe2rmMGFG(已知: M =1.6710-27 kg , G = 6.6710-11 Nm2kg-2,m = 9.1110-31 kg)N1064. 347211312711103 . 51011. 91067. 11067. 6u电场早期:电磁理论是超距作用理论早期:电磁理论是超距作用理论后来后来: : 法拉第提出近距作用法拉第提出近距作用 并提出力线和场的概念并提出力线和场的概念电场:电荷周围存在电场。电场:电荷周围存在电场。1.1.电场的基本性质电场的基本性质对放其内的任何电荷都有作用力对放其内的任何电荷都有作用力电场力对移动电荷作功电场力对移
5、动电荷作功2.2.静电场静电场 相对于观察者静止的电荷产生的电场相对于观察者静止的电荷产生的电场 是电磁场的一种特殊形式是电磁场的一种特殊形式二二. .电场强度电场强度空间带电体空间带电体 电量为电量为QQ描述场中各点电场的强弱的物理量描述场中各点电场的强弱的物理量是电场强度是电场强度qEfqQP试验试验电荷电荷条件条件 电量充分地小电量充分地小 线度足够地小线度足够地小f试验电荷放到场点试验电荷放到场点P P处,处,试验电荷受力为试验电荷受力为f试验表明:确定场点试验表明:确定场点 比值比值qf与试验电与试验电荷无关荷无关电场强度电场强度定义定义 EE rE x y z 矢量场矢量场 量纲量
6、纲 qfEqfE QPE国际单位制国际单位制13ILMT单位单位CNmV或或 点电荷在外场中点电荷在外场中受的电场力受的电场力 EqfoqFE单位:NC-11. 电场强度的大小为F/q0 。2. 电场强度的方向为正电荷在该处所受电场力的方向。EqFu电场强度的计算1 1点电荷电场中的电场强度根据库仑定律和场强的定义根据库仑定律和场强的定义qfQqrr402EfqEQrr402 球对称球对称Q r由库仑定律由库仑定律由场强定义由场强定义r讨论讨论 r从源电荷指向场点从源电荷指向场点 场强方向场强方向正电荷受力方向正电荷受力方向由上述由上述两式得两式得2、点电荷系电场中的电场强度1r2rnr1E2
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