2014作业02_第一章静电场
第一章、静电场
第一节电荷及其守恒定律（1课时）教学目标（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。
（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点：电荷守恒定律难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球。
教学过程：（一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。
【板书】第一章静电场复习初中知识：【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电．【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．【板书】自然界中的两种电荷正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示．电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．（二）进行新课：第1节、电荷及其守恒定律【板书】1、电荷（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释构成物质的原子本身就是由带电微粒组成。
原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。
（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．实质：电子的转移．结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．（3）金属导体模型也是一个物理模型P 3用静电感应的方法也可以使物体带电．【演示】：把带正电荷的球C 移近彼此接触的异体A ，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A ，B 上的金属箔都张开了，表示A ，B 都带上了电荷．如果先把C 移走，A 和B 上的金属箔就会闭合．如果先把A 和B 分开，然后移开C ，可以看到A 和B 仍带有电荷；如果再让A 和B 接触，他们就不再带电．这说明A 和B 分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．【板书】（4）、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。
第一章静电场
51014 (个)
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例2：
两个相距很远的带电金属小球A和B所带 电量分别为＋4×10-5C 和－ 6×10-5C， 用和它们完全一样的金属小球C先后分 别与A、B各接触一下后拿走，A、B之 间的静电力变成原来的多少倍？
返回
AC ＋＋ ＋＋
AC ＋＋ ＋＋
A ＋＋
BC
----- ++
BC
-- --
B
--
F
k
4 61010 r2
F'
k
2 21010 r2
F’＝F / 6
物体带电 小
带电的现象
带电的本质
起电的方法 带电的特点
电荷守恒定律
结 库仑定律
定律的发现
定律的内容
定律的条件 定律的应用
条件： 真空中、点电荷
公式： F k Qq r2
常量：k 9.0109 Nm2 / c2
应用
例题1
某带电体带正电，且所带电量是 8×10-5C，则该带电体 ——（填 “失 去”或“得到”）了 ———— 个电 子。
例题1
分析与解答
带正电
失去了电子
失去电子数为： 8105 1 61019
e=1.6×10-19 c
电荷守恒定律
电荷既不能创造,也不能消 灭，它们只能从一个物体转移 到另一个物体,或者从物体的一 个部分转移到另一个部分。在 转移的过程中，电荷的代数和 不变。
电荷之间的相互作用力
猜 想: 与带电体的电量有关
与带电体之间的距离有关 与带电体自身的大小及形状有关 与带电体所处的空间物质即介质有关
定性实验: 控制变量法
《大学物理》第1章 静电场
三、电场
2.静电场
电场
q1
q2
超距作用和近距作用（场的观点）
电荷在其周围空间产生电场，电场对处于其中的 其他电荷施以电场力的作用。
3.电场强度
进入电场的任何带电体都将受到电场的作用力。
试探电荷 q0 的条件：
q0 →0，几何线度→0，
电场强度的矢量定义
E
q0
> F
0
q0
电场强度的单位： 牛顿/库仑 (N·C-1)
一个带电体所带总电量为其所带正负电的代数和。
3.电荷的量子性
实验证明，在自然界中，电荷总是以一个基本
单元的整数倍出现，即
q ne
n 1,2,3,
电荷的这种只能取分立的、不连续量值的特性叫做电
荷的量子性。
e 1.6021019C
4.电荷的连续分布
电磁现象的宏观规律 电荷在带电体上连续分布
大量电荷
SE
dS
q
0
对包含电荷 q 的任意闭合曲面都 成立。
六、高斯定律
任意闭合曲面内有多个点电荷时，由场强叠加
原理 故
E Ei
i
SE dS S Ei dS i
qi
i
S Ei dS
i
0
六、高斯定律 闭合曲面外的电荷电场线穿入 S 后又从 S 穿出，故其对 S 面的净电通量为零。
5.电荷守恒定律
在孤立系统中，不管其中的电荷如何迁移，系统的电荷 的代数和保持不变，这就是电荷守恒定律。
6.电荷的相对论不变性
实验表明，电荷的电量与它的运动状态无关。 在不同的参考系中，同一带电粒子的电量不变。
二、库仑定律
实验表明：在真空中，两个静止的点电荷之间的相互 作用力，其大小与它们电荷的乘积成正比，与它们之间 距离的二次方成反比；作用力的方向沿着两点电荷的连 线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
第一章 静电场
电势差与电场强度的关系
结论一
匀强电场中，两点间的电势差，等于电场强度与 这两点沿电场方向的距离的乘积。
UAB = E ·dAB
UAB = E ·dAB
U AB E d AB
匀强电场中，电场强度等于两点间的 电势差与两点沿电场方向距离的比值。
电势差与电场强度的关系
结论一
匀强电场中，两点间的电势差，等于电场强度与 这两点沿电场方向的距离的乘积。Biblioteka 结论二UAB = E ·dAB
U AB E d AB
匀强电场中，电场强度等于两点间的电势差与两 点沿电场方向距离的比值。
结论三
沿电场线，电势下降最快。 等差等势面越密的区域，电场强度越大。
总结
电荷受到的力F
公式
名称
适用范围
q1 q 2 F k 2 r
F=qE
库仑定律 /库仑力或静电力
用于计算真空中 两个静止点电荷 之间的作用力
特点四：静电平衡状态的导体，净电荷只分布在 导体的外表面上，导体内部没有净电荷。
应用：静电屏蔽 实验一 实验二
（1）对外电场的屏蔽
E 0
（2）接地空腔导体屏蔽腔内电荷对外界的影响
A
A
静电平衡状态: 导体中(包括表面)没有电荷的定向移动 的状态，叫做静电平衡状态。
E0 E' E E0 E ' 0
E
静电平衡状态
静电平衡状态的导体的特点 特点一：处于静电平衡状态的导体， E=E’，故内部的场强处处为零。 特点二：处于静电平衡状态的导体是等势体， 导体表面是等势面。(电势不为零） 特点三：处于静电平衡状态的导体，其外部表面 场强不为零，且表面上任何一点的场强 方向跟该点的表面垂直
第1章静电场作业题14份人教版附答案和解释
合用精选文件资料分享第 1 章静电场作业题14 份（人教版附答案和解说）习题课【基础练】 1 ．以下说法中正确的选项是 ( ) A ．点电荷就是体积很小的带电体 B ．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C.依据 F= kq1q2r2 假想当 r →0时得出 F→∞ D．静电力常量的数值是由实验得出的答案 D 解析由点电荷的看法知， A、B均错 . 当两电荷间距离 r →0时，两电荷已不可以看作点电荷 , 库仑定律不再合用， C错. 而静电力常量是由实验测出的，故 D项正确 .0 时，两电荷已不可以看作点电荷，库仑定律不再合用， C错．而静电力常量是由实验测出的，故 D项正确． 2 ．半径为 R的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同种电荷 Q时它们之间的静电力为 F1，两球带等量异种电荷 Q与－ Q时静电力为 F2，则 () A ．F1>F2B．F1<F2 C．F1＝F2 D．不可以确立答案 B 解析由于两个金属球较大，相距较近，电荷间的互相作用力使电荷分布不均匀，故不可以简单地把两球看作点电荷．带同种电荷时，两球的电荷在距离较远处分布得多一些，带异种电荷时，在距离较近处分布得多一些，可见带同种电荷时两球电荷中心间距离大于带异种电荷时电荷中心间距离，所以有 F1<F2故 B 项正确． 3 ．半径同样的金属球A、B 带有相等电荷量 q，相距必定距离时，两球间的库仑力为 F，今让第三个与 A、B 同样的不带电的金属球 C 先后与 A、B接触，今后再移开，此时 A、B 间的互相作用力大小可能是 ()A．F/8 B ．F/4 C ．3F/8 D ．3F/4 答案AC 解析A、B 间的互相作用力为 F，可能是斥力，也可能是引力．若A、B 间为斥力，则 A、B带等量同种电荷，经 C 操作后， qA＝q/2 ，qB＝3q/4 ，此时互相作用力 F1＝kqAqB/r2 ＝3F/8 ，C 正确，若 A、B 间为引力，则 A、B 带等量异种电荷，设 A 带＋ q，B 带－ q，经操作后 qA′＝ q/2 ，qB′＝－ q4，则 A、B 间的互相作用力为 F/8 ，故 A 选项也正确． 4 ．如图 1 所示，三个完满同样的金属小球 a、b、c 位于等边三角形的三个极点上． a和 c 带正电， b 带负电， a 所带电荷量的大小比 b 的小．已知 c 遇到 a和 b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是() 图 1 A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 答案 B 解析据“同电相斥，异电相吸”规律，确立电荷 c 遇到 a 和 b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量小于b 的带电荷量，故 Fac 与 Fbc 的合力只好为 F2，选项 B 正确． 5 ．两个半径为 R的同样的金属球，分别带 q 和－ 3q 的电荷量．当球心相距 r ＝3R 搁置时，两球互相作用力为 F. 若将两球接触后放回本来的地址，则两球之间的互相作用力()A．等于 F B．等于 13F C．大于 13F D．小于 13F 答案 D 解析当两球接触后电荷先中和再均分，即两球的带电荷量均为－q. 本来两球心相距r＝3R，由于电荷之间是引力，当将两球的电荷看作点电荷时，其点电荷间的距离 r1<r ＝3R，由库仑定律可得 F ＝kq?3qr21>k3q2(3R)2 ＝kq23R2 两球接触后，再放回原处，当将两球的电荷看作点电荷时，由于电荷间是斥力，则两点电荷间的距离 r2>r ＝3R，由库仑定律可得 F′＝ kq2r22<kq2(3R)2 ＝′<13F.应选项 D 正确． 6 ．如图 2 所示，三个点电荷 q1、q2、q3 固定在一条直线上， q2 与 q3 间距离为 q1 与q2 间距离的 2 倍，每个点电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判断，三个电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3 为()图2 A．( －9) ∶4∶( － 36) B．9∶4∶36 C．( －3) ∶2∶( － 6) D．3∶2∶6答案 A 解析每个点电荷所受静电力的合力为零，由口诀“三点共线，两大夹小，两同夹异”，可除掉 B、D选项．考虑 q2 的均衡：由 r12 ∶r23 ＝1∶2，据库仑定律得 q3＝4q1；考虑 q1 的均衡：r12 ∶r13 ＝1∶3，同理得q3＝9q2，即 q2＝19q3＝49q1，故 q1∶q2∶q3＝1∶49∶4＝9∶4∶36. 考虑电性后应为 ( －9) ∶4∶( － 36) 或 9∶( －4)∶36. 只有 A 正确．【提高练】 7 ．以以下图中 A 球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及地址已在图中标出． A球可保持静止的是 ()答案AD8．如图 3 所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的小球A，在 Q的正上方 P 点用绝缘线悬挂一个小球 B，A、B 两小球因带电而互相排斥，以致悬线与竖直方向成θ角．由于漏电， A、B 两小球的电荷量逐渐减小，悬线与竖直方向夹角θ逐渐减少，则在漏完电从前，拉力的大小将( ) 图3 A ．保持不变B ．先变小后变大C．逐渐变小D．逐渐变大答案 A 解析题述是物体的准静态均衡过程．首先应给出物体受力解析图，如图甲所示．小球 B 受三个力作用，它们构成力的矢量三角形，如图乙所示 ( 要点在各力之间的夹角 ) ．修筑好矢量三角形后，可得它与题图中△ PAB相似，利用 GPA＝FTPB可得PB 绳拉力不变，应选 A. 9．不带电的金属球 A 的正上方有一点 B，该处有带电液滴自静止开始落下，到达 A 球后电荷所有传给 A 球，不计其他的影响，则以下表达中正确的选项是( ) A．第一液滴做自由落体运动，今后的液滴做变加速直线运动，并且都能到达 A 球 B ．当液滴下落到重力等于库仑力地址时，速度为零 C．当液滴下落到重力等于库仑力地址时，开始做匀速运动 D．必定有液滴没法到达 A 球答案 D 解析带电液滴落在 A 上后，因其电荷所有传给 A 球，A上的电荷量变多， A球与液滴间的斥力逐渐增大，设某液滴下落过程中在库仑力和重力作用下，先加速再减速，到达 A 球时速度恰好为零．则今后再滴下的液滴将没法到达 A 球．谈论液滴达到最大速度的一瞬时，库仑力与重力均衡． 10 ．如图 4 所示，悬挂在 O点的一根不可以伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球 A. 在两次实验中，均缓慢挪动另一带同种电荷的小球 B，当 B 到达悬点 O的正下方并与 A 在同一水平线上， A 处于受力均衡状态，此时悬线偏离竖直方向的角度为θ. 若两次实验中 B的电荷量分别为 q1 和 q2，θ分别为 30°和45°，则 q2/q1 为( ) 图 4 A ．2 B ．3 C．23 D．33 答案 C 解析设细线长为 l.A 处于均衡状态，则库仑力 F＝mgtan θ. 依据库仑定律 F＝kq1q2r2 知当θ1＝30°时，有 kq1qr21 ＝mgtan 30°，r1＝lsin 30°；当θ2＝45°时，有 kq2qr22 ＝mgtan 45°， r2 ＝lsin 45°，联立得 q2q1＝23. 谈论本题中的 A、B 在同一条水平线上，所以库仑力也在水平方向上． 11 ．如图 5 所示，图 5 一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球 B，静止在图示地址，若固定的带正电的小球 A的电荷量为 Q，B 球的质量为 m，带电荷量为 q，θ＝30°， A和 B 在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求 A、B 两球间的距离．答案 3kQqmg解析对小球 B 受力解析，以以以下图，小球 B 受竖直向下的重力 mg，沿绝缘细线的拉力 FT，A 对它的库仑力 FC. 由力的均衡条件，可知 FC＝mgtan θ依据库仑定律 FC＝kQqr2 解得 r＝kQqmgtan θ＝ 3kQqmg 12．两根圆滑绝缘棒在同一竖直平面内，两棒与水平面间均成 45°角，棒上各穿有一个质量为 m、带电荷量为Q的同样小球，如图 6 所示．现让两球同时从同一高度由静止开始下滑，则当两球相距多远时，小球的速度达到最大值？图6 答案kQ2mg 解析小球在下滑过程中先加速后减速，当a＝0 时，速度达到最大值，此时两球相距L. 对任一小球，此时重力、弹力、库仑力三者的合力为零．F＝kQ2L2，Fmg＝tan 45°，解之得 L＝ kQ2mg. 13．一条长3L的绝缘细线穿过两个完满同样且质量都是m的小金属环A、B，将线的两端固定于同一点 O，如图 7 所示，当金属环带电后，由于两环间的静电斥力使细线构成一等边三角形，此时两环恰好处于同一水平线上．若不计环与线间的摩擦，两环所带电荷量各为多少？图 7 答案L 3mgk L 3mgk 解析由于两金属环完满同样，所以带电后再分开时，所带电荷量应同样，设为 q. 视小环为点电荷，均衡时两环与 O点之间恰好是一等边三角形，所以环的两边拉力相等．对 B 进行受力解析，如右图所示．正交分解可得：FTcos 30°＝ mg和 FT＋FTsin 30°＝kq2L2，解得 q＝L 3mgk.。
第一章静电场第4节电势能和电势(详细答案解析)
第4节 电势能和电势1．静电力做功与电势能变化的关系 静电力做正功，电荷的电势能一定减少，静电力做负功时，电荷的电势能一定增加，静电力做的功是电荷电势能变化的量度，若电荷在电场中从A 点移动到B 点，则W AB ＝E PA －E PB .2．电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时电场力做的功，若规定电荷在B 点的电势能为零，E PB ＝0则E PA ＝W AB .3．电势反映了电场的能的性质．电势与电势能的关系是：φ＝E P q.电势的大小仅由电场本身决定，与电荷q 的大小、电性无关．电势是标量，但有正负之分，电势降落最快的方向就是电场线的方向．4．电场中电势相等的各点构成的面叫等势面，等势面的性质有：(1)在等势面上移动电荷，电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向垂直，即等势面必定与电场线垂直．(2)沿着电场线的方向，电势降低，显然，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．5．下列说法正确的是( )A ．电荷从电场中的A 点运动到了B 点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同B ．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则说明电场力做功为零C ．正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功D．电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案BC解析电场力做的功和电荷的运动路径无关，所以选项A错误；电场力做功只和电荷的初末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，电场力做功为零，B正确；正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同，故电场力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功，C正确；电荷在电场中运动，虽然有电场力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能间的转化满足能量守恒定律，D错．6．外力克服电场力对电荷做功时( )A．电荷的动能一定增大B．电荷的动能一定减小C．电荷一定从电势能大处移到电势能小处D．电荷一定从电势能小处移到电势能大处答案 D7．如图1所示，Q是带正电的点电荷，P1、P2为其电场中的两点．若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则( )图1A．E1>E2，φ1>φ2B．E1>E2，φ1<φ2C．E1<E2，φ1>φ2D．E1<E2，φ1<φ2答案 A8．图2中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定( )图2A．M点的电势大于N点的电势B．M点的电势小于N点的电势C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力答案AD解析本题考查考生对电场线的掌握情况．由于沿电场线方向电势逐渐降低，故φM>φ，A项正确，B项错误；由电场线疏密程度表示场强大小知，E M<E N，电场力F＝qE，所N以粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，C项错误，D项正确．【概念规律练】知识点一电场力做功的特点图31．如图3所示，在电场强度为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点．若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3＝________.由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是____________________．答案qELcos θqELcos θqELcos θ电场力做功的大小与电荷经过的路径无关，只与电荷的始末位置有关解析路径AB、ACB、曲线ADB在电场线方向上的投影都是BC＝Lcos θ.因此沿这三条路径电荷由A运动到B，电场力做的功都是qELcos θ.因此电场力做功的特点是：与电荷经过的路径无关，只与电荷的始末位置有关．点评电场力做功的大小与电荷经过的路径无关，只与电荷的始末位置有关．知识点二电场力做功与电势能变化的关系2．如图4所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb和φc，φa>φb>φc，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示．由图可知( )图4A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功C．粒子从K到L的过程中，电势能增加D．粒子从L到M的过程中，动能减少答案AC解析因为运动的粒子带正电，从其轨迹弯曲情况可判定受到的是库仑斥力，所以场源电荷必定为正电荷，即电势高低关系为φa>φb>φc.因此φK＝φN<φM<φL.所以由K到L过程中电场力做负功．电势能增加，A、C正确．由L到M过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，B、D错误．点评(1)电场力做功与路径无关，所以当电场中两点的位置确定后，在两点间移动电荷时电场力做功是确定的值，也就是说电荷的电势能变化量是确定的．(2)电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，其他力做功不会引起电势能的变化．(3)电场力对电荷做正功，电势能一定减少；电场力对电荷做负功，电势能一定增加．电场力做了多少正功，电势能就减少多少；电场力做了多少负功，电势能就增加多少．3．如图5所示，两个等量的正电荷分别置于P、Q两位置，在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点，另有一试探电荷q，则( )图5A ．若q 是正电荷，q 在N 点的电势能比在M 点的电势能大B ．若q 是负电荷，q 在M 点的电势能比在N 点的电势能大C ．无论q 是正电荷，还是负电荷，q 在M 、N 两点的电势能一样大D ．无论q 是正电荷还是负电荷，q 在M 点的电势能都比在N 点的电势能小答案 AB解析 由两个等量的正点电荷周围的电场线的分布情况可知，两点电荷连线的中垂线上的电场方向是：由连线的中点沿中垂线指向无穷远处．正电荷从N 点移到M 点，电场力做正功，电势能减小；负电荷从N 点移到M 点，电场力做负功，电势能增大．选项A 、B 正确．知识点三 电势4．关于电势，下列说法正确的是( )A ．电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷由该点移动到零电势点时，电场力所做的功B ．电场中某点的电势与零电势点的选取有关C ．由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低D ．电势是描述电场能的性质的物理量答案 ABD解析 由电势的定义可知A 正确．由于电势是相对量，电势的大小与零电势点的选取有关，故B 正确．虽然电势是相对的，但电势的高低是绝对的，因此C 错误．电势与电势能相联系，它是描述电场能的性质的物理量，故D 正确．点评 (1)电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关，电势的大小为φ＝E p q. (2)电势是相对的，电势零点的选取是任意的，但以方便为原则．如果没有特别规定，一般选无穷远或大地的电势为零．(3)电势是标量，只有大小，没有方向，在规定了零电势点后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值，正值表示该点电势比零电势点电势高，负值表示该点电势比零电势点电势低，所以，同一电场中，正电势一定高于负电势．5．如果把q ＝1.0×10－8 C 的电荷从无穷远移到电场中的A 点，需要克服静电力做功W ＝1.2×10－4 J ，那么，(1)q 在A 点的电势能和A 点的电势各是什么？(2)q 未移入电场前A 点的电势是多少？答案 (1)1.2×10－4 J 1.2×104 V (2)1.2×104 V解析 (1)静电力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零，即φ∞＝0，E p ∞＝0.由W ∞A ＝E p ∞－E pA 得E pA ＝E p ∞－W ∞A ＝0－(－1.2×10－4 J)＝1.2×10－4 J再由φA ＝E PA q得φA ＝1.2×104 V (2)A 点的电势是由电场本身决定的，跟A 点是否有电荷存在无关，所以q 移入电场前，A 点的电势仍为1.2×104 V.知识点四 等势面6．如图6所示，实线表示一簇关于x 轴对称的等势面，在轴上有A 、B 两点，则( )图6A ．A 点场强小于B 点场强B ．A 点场强方向指向x 轴负方向C ．A 点场强大于B 点场强D ．A 点电势高于B 点电势答案 AD 解析 由电场线与等势面的关系可知，电场线一定与等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面，作出相对应的电场线分布，如右图所示，则可知A、B两点处的场强方向应与x轴同向，由电场线的疏密可知，A点处的场强E A小于B点处的场强E B，故正确选项为A、D.7．如图7所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷．现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N，M、N两点都位于圆周c上，以下判断正确的是( )图7A．两粒子带同种电荷B．两粒子带异种电荷C．到达M、N时两粒子速率仍相等D．到达M、N时两粒子速率不相等答案BD解析由两个粒子轨迹的弯曲情况可看出，到达M的粒子受的是库仑斥力，到达N的粒子受的是库仑引力，所以两个粒子电性一定不同，A错误，B正确；因为P和M、N不在同一个等势面上，所以由P到M和由P到N时电场力都要做功，但因P到M的过程中是在斥力作用下靠近，电场力做负功，所以动能减少，故v M<v P；由P到N的过程中是在引力作用下靠近，电场力做正功，所以动能增加，故v N>v P，因此到达M、N两点时速率v M<v N，C错误，D正确．【方法技巧练】电场中电势高低的判断方法8．在静电场中，把一个电荷量q＝2.0×10－5 C的负电荷由M点移到N点，静电力做功6.0×10－4 J，由N点移到P点，静电力做负功1.0×10－3 J，则M、N、P三点电势高低关系是怎样的？答案φN>φM>φPN静电力做正功，而负电荷受静电力与场强方向相反，即逆着电场线移动，则可确定N 点在M点左侧．由N→N静电力做正功，而负电荷受静电力与场强方向相反，即逆着电场线移动，则可确定N点在M点左侧．由N→P静电力做负功，即沿着电场线方向移动，又因1.0×10－3 J>6.0×10－4 J，所以肯定移过了M点，所以P点位于M点右侧．这样，M、N、P三点电势的高低关系是φN>φM>φP.方法总结电场中两点电势高低的比较方法：(1)根据电场力做功判断①在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势是降低的，如果电场力做负功，则电势升高．②在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高，如果电场力做负功，则电势降低．(2)根据电场线确定电场线的方向就是电势降低最快的方向．(3)根据电荷电势能的变化判断①如果在两点间移动正电荷时：电势能增加，则电势升高；电势能减少，则电势降低．②如果在两点间移动负电荷时：电势能增加，则电势降低；电势能减少，则电势升高．1．下列关于电势高低的判断，正确的是( )A．负电荷从A点移到B点时，电场力做负功，A点的电势一定较高B．负电荷从A点移到B点时，电势能增加，A点的电势一定较低C．正电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点的电势一定较低D．正电荷只在电场力作用下，从A点移到B点，A点的电势一定较高答案AC2．若带正电荷的运动小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内( )A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动答案 D解析由于不知小球的初速度情况，故不能确定小球运动方向．图83．如图8所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是( )A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力沿电场方向C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子在电场中的电势能始终在增加答案 C解析粒子带负电，所受电场力沿电场反方向，在接近M点的过程中电场力做负功，离开M点的过程中电场力做正功，所以在M点粒子的速率应该最小，A、B错误，粒子在匀强电场中运动，所受电场力不变，加速度不变，C正确，因为动能先减小后增加，所以电势能先增加后减小，D错误．4．某电场的部分电场线如图9所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹(图中虚线)上的两点，下列说法中正确的是( )图9A．粒子一定是从B点向A点运动B．粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D．电场中A点的电势高于B点的电势答案 C5．如图10所示，虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面的间距相等，一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中1、2、3、4是运动轨迹与等势面的一些交点．由此可以判定( )图10A．电子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等B．O处的点电荷一定带正电C．a、b、c三个等势面的电势关系是φa >φb>φcD．电子运动时的电势能先增大后减小答案AD解析电子在运动过程中只有电场力做功，只有电势能和动能的转化，因而电势能与动能的总和不变，A正确．从运动轨迹的弯曲情况可知电子受排斥力作用，所以可判断O点处的电荷为负电荷，根据负点电荷的电场分布可知D正确，C错误．6．下列4个图中，a、b两点电势相等、电场强度矢量也相等的是( )答案 D解析匀强电场的等势面是一系列的平行平面，A中a、b两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的场强相等；B中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的场强矢量大小相等、方向不同；C中a、b两点对称于两电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上场强矢量的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的场强矢量的方向不同；在D中，a、b两点的电势相等，场强矢量的方向是沿连线的，而且方向相同，故本题选D.7．如图11所示，实直线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的三条等势线，由图可以得出的正确结论是( )图11A．M点的电势一定高于N点的电势B．M点的场强一定大于N点的场强C．由M点向N点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关D．某电荷在M点或N点具有电势能与零电势的选取无关答案ABC8．如图12所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷＋Q和－Q，x轴上的P点位于－Q的右侧．下列判断正确的是( )图12A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同C．若将一试探电荷＋Q从P点移至O点，电势能增大D．若将一试探电荷＋Q从P点移至O点，电势能减小答案AC解析在＋Q、－Q连线上及延长线上三个区间内场强方向如图所示，由对称关系可知，在Q左侧与P(－Q)间等距的P′点应与P点场强相同，故选项A正确．在（-Q）、+Q之间各处场强均大于（-Q）、P之间各处场强，故试探电荷+Q从P移至O点过程中，P→(－Q)做正功W1，由(－Q)→O电场力做负功W2，由上面分析知，|W2|>W1，故电势能增大．C正确．9．在光滑的绝缘平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图13所示．若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动．粒子从b点运动到d点的过程中( )图13A．先做匀加速运动，后做匀减速运动B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C．电势能与机械能之和先增大，后减小D．电势能先减小，后增大答案 D解析这是等量同种电荷形成的电场，根据这种电场的电场线分布情况，可知在直线bd上正中央一点的电势最高，所以B错误．等量同种电荷形成的电场是非匀强的，所以A 错误．负电荷由b到d运动的过程中先加速后减速，动能先增大后减小，则电势能先减小后增大，而由能量守恒定律可知电势能与机械能之和保持不变，所以C错误，D正确．10．有一带负电的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4 J．从B点移到C点，电场力做功9×10－4 J，问：(1)若以A为零势能点，B、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？(2)若以B为零势能点，A、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？答案见解析解析电场力做功和电势能变化的关系，既适用于正电荷，又适用于负电荷．(1)电荷从A点移到B点，克服电场力做功6×10－4 J，电势能增加6×10－4 J．故B点电势能为6×10－4 J.从B点移到C点，电场力做功9×10－4 J，电势能减少9×10－4 J，故C点电势能为－3×10－4 J.由于A为零势能点，故A、C间的电势能之差为3×10－4 J.(2)由(1)知，以B点为零势能点，电荷从A点移到B点，电势能增加6×10－4 J后电势能成为零，故A点电势能为－6×10－4 J.从B点移到C点，电势能减少9×10－4 J，故C点电势能为－9×10－4 J．A、C间的电势能之差为3×10－4 J.11．图14为电场的电场线，现将一电荷量q＝－3.0×10－9C的负电荷从A点移到B 点、从B点移到C点，从C点移到D点电场力做功分别为：W AB＝3.0×10－8 J、W BC＝1.5×10－8 J、W CD＝9.0×10－9 J．若取C点电势为零，试求A、B、D三点电势．图14答案 －15 V －5 V 3 V解析 根据电势的概念求解：电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势能点时，电场力所做的功．由于本题中移动的是负电荷，故不难理解：A 、B 、D 三点的电势应等于单位负电荷由该点移到零势能点(C 点)时，电场力所做的功的负值，即φA ＝－W AC |q|＝－W AB ＋W BC |q|＝－3.0×10－8＋1.5×10－83.0×10－9V ＝－15 V φB ＝－W BC |q|＝－1.5×10－83.0×10－9V ＝－5 V φD ＝－W DC |q|＝W CD |q|＝9.0×10－93.0×10－9V ＝3 V.。
第一章___静电场(9-7)
第二节 库仑定律
• 1.知道点电荷是一种理想化的物理模型,知 道在具体的物理情境中建立点电荷模型的 条件. • 2.理解库仑定律的内容及适用条件，能够应 用库仑定律计算点电荷间的静电力. • 3.了解库仑扭秤实验的设计思路与实验方法.
一、本节课需要解决的问题
• 1．对电荷间相互作用力的猜想； • （1）演示实验——探究影响电荷间相互作用力的因素。 • （2）卡文迪许、普里斯特利猜想“平方反比”规律适用 于电荷间的力。 • （3）法国学者库仑通过前人工作和库伦扭秤实验确认库 仑定律。 • 2．库仑定律； • （1）内容 • （2）使用条件 • 3．应用库仑定律解决简单问题； • （1）氢原子核中质子与电子之间的库仑力和万有引力比 较。 • （2）三个点电荷之间的库仑力计算。
1.摩擦起电 2.元电荷 3.电荷守恒定律
问题与练习
2.(课本P9-1)有三个完全一样的绝缘金属球,A 球带的电荷量为q，B、C均不带电. (1)怎样使B、C两球带等量同种电荷? (2)怎样使B、C两球带等量异种电荷? (3)要使B球带的电荷量为3q/8，应该怎么办？
1.接触起电和感应起电. 2.电荷守恒. 3.为下一节“库仑的实验”做准备(也可放到下一 节).
高考内容与要求
内 容 静电现象,两种电荷,点电荷 真空中的库仑定律,电荷量,电荷守恒 要 求 Ⅰ Ⅱ 说 明 1.能够运用所学知识, 分析带电粒子在电 场中的运动 2.带电粒子在匀强电 场中运动的计算， 只限于带电粒子进 入电场时速度平行 或垂直于场强的情 况
电场,电场强度,电场线,点电荷的场强,匀强电 场,电场强度的叠加 电场对电荷的作用,电场力,电势能,电势差,电 势,等势面
演示:探究影响电荷间相互作用力的因素
1.用起电机使金属球A带足够多的电荷; 2.将静电摆跟A接触,使它带同种电荷受到排斥力. 移动静电摆到适当位置,观察偏角的大小. 3.增大A与静电摆的距离,观察到偏角减小. 4.将不带电的小导体跟静电摆接触,使它的电荷量 减小,观察到偏角减小.
电磁学第一章静电场
contents
目录
• 静电场的定义与性质 • 电场与电场线 • 静电场的物理量 • 静电场的规律 • 静电场的实际应用
01
CATALOGUE
静电场的定义与性质
静电场的定义
01
静电场是由静止电荷产生的电场 ，其特点是电荷在电场中受到静 电力作用。
02
静电场是由电荷分布决定的，与 时间无关，是一种稳态的电场。
在电子设备中，静电屏蔽可以防止电磁干扰（EMI）对设备性能的影响，提高设备 的稳定性和可靠性。
在实验室和工业环境中，静电屏蔽可以保护精密仪器和设备免受外部电场的影响， 确保实验结果的准确性和可靠性。
THANKS
感谢观看
性。
静电感应的应用
静电感应是指当一个带电体接近导体 时，导体表面会出现电荷分布的现象 。静电感应在许多领域都有应用。
在印刷电路板制造中，静电感应焊接 技术被用于将电子元件焊接到电路板 上。
在电子显微镜中，利用静电感应原理 可以检测样品表面的电荷分布，从而 获得高分辨率的图像。
静电屏蔽的应用
静电屏蔽是指利用导电材料将电场隔离的措施，以保护电子设备和人员免受电场的 影响。
环路定理
总结词
环路定理描述了电场线沿闭合路径的线积分与该闭合路径所 围成的面积上的电荷量之间的关系。
详细描述
环路定理是静电学中的另一个基本定理，它表明电场强度沿 闭合路径的线积分等于该闭合路径所围成的面积上的电荷量 与真空中的介电常数之比。这个定理表明，电场线在无电荷 的地方不会中断，也不会形成闭合曲线。
衡。
05
CATALOGUE
静电场的实际应用
电容器
电容器是静电场中最重要的实际 应用之一。它由两个平行且相对 的导体（通常为金属箔或板）构
第一章 静电场(定稿)
1.1电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度【学习目标】1、了解元电荷的含义，理解电荷守恒定律的不同表述。
2、掌握库仑定律，能够解决有关的问题。
3、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。
4、知道用电场线描述电场的方法。
理解引入电场线的意义。
【自主学习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互，异种电荷相互。
电荷的多少叫做，单位是库仑，符号是C。
所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍，电荷量e称为。
2、（1）点电荷是一种模型，当带电体本身和对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。
真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。
3、使物体带电有方法：摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。
4、电荷既不能，也不能，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的转移到，在转移的过程中，电荷的总量，这就是电荷守恒定律。
二、库仑定律1、真空中两个之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成，跟它们的距离r的成反比，作用力的方向沿着它们的。
公式F= 其中静电力常量k适用范围：真空中的。
4、库仑定律与万有引力定律的比较如下表：三、电场强度1、电场和电场强度2、电场强度的几个公式（1）FEq是电场强度的定义式，适用于的静电场。
（2）2QE kr =是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。
（3）UE d =是匀强电场中场强的计算式，只适用于 ，其中，d 必须是沿 的距离。
3、电场的叠加电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。
四、电场线（1）电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟该点的 方向一致，这样的曲线就叫做电场线。
电场线是人们为了描述 而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。
它可以形象直观地反映电场的 和 。
（2）电场线的性质：电场线起始于 （或无穷远处）；终止于 （或无穷远处）。
第一章静电场
第一章静电场1、1电荷及其守恒定律一、电荷1.物体磁铁：物理具备迎合不磁铁轻小物体的性质，我们就说道它具有电荷。
2.两种电荷（美国科学家富兰克林命名）：（1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷（用正数表示）。
（2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷（用负电荷表示）。
二、物质的组成物质→分子→原子→原子核（质子与中子）电子自由电子：在金属中离原子核最远的电子往往脱离原子核的束缚而在金属中自由移动，这样的电子叫作自由电子。
三、起电方式1.摩擦起电（1）原因：相同物质的原子核束缚电子的本领相同。
（2）本质：电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子的物体带负电，失回去电子的物体拎正电。
（3）规律：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷。
（4）对象：绝缘体之间。
2.感应起电（1）静电感应现象：把电荷紧邻不磁铁的导体时，可以并使导体磁铁的现象，表示为静电感应现象。
（2）感应器起至电：利用静电感应并使物体磁铁叫作感应器起至电。
（3）原因：带电体对导体中的自由电子迎合或排挤导致。
（4）本质：电荷从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量不变。
（5）规律：近端带异种电荷，远端带同种电荷（近异远同）。
（6）对象：导体与带电体之间。
3.接触起电（1）碰触起至电：带电体和不磁铁导体碰触，总会存有一部分电荷从带电体跑到不带电导体上去，使它变成带电体，这种方法叫接触起电。
（2）本质：电荷从一个物体迁移至另一个物体上，电荷总量维持不变。
（3）电荷分配原则（完全相同的金属体）:a、一带一不带或都带同种平均分配；3.电荷间的相互作用（力）：同种电荷互相排斥，异种电荷互相迎合。
b、一带正另一带负先正负电荷中和再平均分配。
（4）对象:导体与带电体之间。
四、电荷守恒定律：内容：电荷既不能radioactive，也不能消失，它就可以从一个物体迁移至另一个物体或者物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
第一章 静电场 习题
第一章静电场习题1 在静电场中,下列说法正确的是：A、若场的分布不具有对称性,则高斯定理不成立B、点电荷在电场力作用下,一定沿电力线运动C、两点电荷间的作用力为F ,当第三个点电荷移近时,间的作用力仍为FD、有限长均匀带电直线的场强具有轴对称性,因此可以用高斯定理求出空间各点的场强2 在静电场中通过高斯面的通量为零，则：A、S内必无电荷B、内必无净电荷C、外必无电荷D、上处处为零3 高斯定理可以说明以下几点:A、通过闭合曲面的总通量仅由面内电荷决定B、通过闭合曲面的总通量为正时,面内一定没有负电荷C、闭合曲面上各点的场强仅由面内电荷决定D、闭合曲面上各点的场强为零时, 面内一定没有电荷4 关于静电场下列说法中正确的是：A、电场和试探电荷同时存在同时消失；B、由E=F/q知道，电场强度与试探电荷曾反比C、电场的存在与试探电荷无关D、电场是试探电荷和场源电荷共同产生的5 一个充电至电量为q，面积为S，板间距离为d的空气平行板电容器，用力将两极板慢慢拉开，使板间距离增至2d，则外力F在拉开平板的过程中做的功为：A、B、C、D、6 空间有一非均匀电场,其电力线分布如题图所示,若电场中取一半径为的球面(面内无(面内无电荷),已知通过球面的电通量为,则通过球面其余部分的电通量为:A、B、C、D、07 一均匀带电的球形橡皮气球，在气球被吹大的过程中，场强不断变小的点是：A、始终在气球内部的点B、始终在气球外部的点C、气球表面上的点D、找不到这样的点8 电场中一高斯面S内有电荷、，S面外有电荷、，关于高斯定理：的正确说法是：A、积分号E是、共同激发的B、积分号E是、、、共同激发的C、积分号E是、共同激发的D、以上说法都不对9 同一束电力线穿过大小不等的两个平面和,如图所示,则两个平面的E通量和场强关系是:A、B、C、D、10 空间某处附近的正点电荷越多，则：A、位于该处的点电荷所受的力越大B、该处的场强越大C、若无限远处为电位零点，则该处的电位越高D、若无限远处为电位零点，则该处的电位能越大第二章静电场中的导体习题1 无限大平板电容器的两板A、B带等量异种电荷，现将第三个不带电的导体板C插入A、B之间，则:A．电容增加，电压增加B．电容减少，电压减少C．电容增加，电压减少D．电容减少，电压增加2 真空中有一带电导体，其中某一导体表面某处电荷面密度为，该表面附近的场强大小为，则，那么是：A．该处无穷小面元上电荷产生的场B．该导体上全部电荷在该处产生的场C．所有导体表面的电荷在该处产生的场D．以上说法都不对3 三个面积相同的平行金属板，板间距离如图所示，其中A、C板相连后接电源正极，B板接负极、B板上总电荷量为110C，则AB及BC间电场强度之比为：A. 8：3B. 3：8C. 1：1D. 1：24 有两个放在真空中的同心金属球壳，内壳的半径是，外壳的半径为，这一对金属球壳之间的电容是：A. B.C. D.5 一均匀带电球面，若球内电场强度处处为零，则球面上的带电量σds的面元在球面内产生的电场强度:A.处处为零B.不一定为零C.一定不为零D.是常数6 两同心空心球壳半径分别为和( ）所带的电量分别为和，若某点与球心相距。
静电场
第一章静电场一、电荷及其守恒定律1、电荷（1）物质的电结构：原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原子核高速旋转。
原子核的正电荷数=核外电子数金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做自由电子，失去电子的原子成了带正电的离子。
（2）三种起电方式①摩擦起电：两个不同的绝缘物体摩擦，引起物体之间电子转移，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。
②接触起电：不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷。
③感应起电：把带电体移近不带电的导体，可以使靠近带电体的一端带异种电荷，远离的一端带同种电荷，这种现象叫做静电感应，利用静电感应使物体带荷，则先中和后平分。
2、电荷守恒定律电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
现代也叙述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
（书中黑体字部分原话）3、元电荷（1）电荷的基本概念：电荷的多少叫电荷量，在国际单位制中，它的单位是库仑，简称库，用C表示。
（2）元电荷：电子所带的电荷量是最小的电荷量，为e=1.60×10-19 C。
这就说明电荷量不能是任意值，只能是e的整数倍。
（3）比荷：电子电荷量e与电子质量m e之比，e/m e=1.76×1011C二、库仑定律1、点电荷点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，相当于力学中质点。
2、库仑定律（1）内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
（2）公式：，k是比例系数，叫做静电力常量，（3）库仑定律的适用条件：真空中两个静止的点电荷之间。
3、库仑力的力学问题（1）库仑力也符合力学的受力分析（2）三个点电荷的受力平衡问题（口诀）：两同夹一异，两大夹一小。
（3）两个点电荷之间的作用力是相互作用力（等大、反向、共线）三、电场强度1、电场（1）概念：电荷的周围存在着一种特殊的物质，我们把这种看不见、摸不着的物质叫做电场。
第一章静电场
第一章静电场第1单元电场的力的性质Ⅰ电荷守恒和库仑定律【基本概念及规律】一、两种电荷二、电荷守恒定律三、元电荷、点电荷和净电荷1、元电荷2、点电荷3、净电荷四、库仑定律真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
即：221 r qkqF 其中k为静电力常量，k=9．0×10 9 N m2/c21．成立条件①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。
即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。
（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。
2.同一条直线上的三个点电荷的计算问题【典型例题】【例1】在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。
①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？【例2】已知如图，带电小球A、B的电荷分别为Q A、Q B，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。
静止时A、B相距为d。
为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B．将小球B的质量增加到原来的8倍C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B质量增加到原来2倍3．与力学综合的问题。
【例3】已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A、B，带电量分别为-2Q 与-Q。
现在使它们以相同的初动能E0，开始相向运动且刚好能发生接触。
接触后两小球又-2各自反向运动。
当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E 1和E 2。
有下列说法：①E 1=E 2> E 0，②E 1=E 2= E 0，③接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点④两球必将同时返回各自的出发点。
第一章静电场的基本规律
第⼀章静电场的基本规律第⼀章静电场的基本规律本章⾸先介绍了电荷的基本概念，从实验事实出发，给出了库仑定律和叠加原理；从库仑定律和叠加原理出发，引⼊电场强度定义，证明了静电场的两个基本定理——⾼斯定理和环路定理；举例说明了场强和电势的计算⽅法。
本章的基本要求是：1、掌握点电荷、电场强度、电通量、电势等基本概念。
2、正确理解：两个定律：（电荷守恒定律，库仑定律）；两个定理：（⾼斯定理，环路定理）；两个叠加原理：（电场强度叠加原理，电势叠加原理）。
3、掌握场强的三中计算⽅法：叠加法，⾼斯定理法，电势梯度法。
电势的两种计算⽅法：场强积分法，电势叠加法§1 静电的基本现象和基本规律⼀、两种电荷早在公元前六百年，⼈们就发现⽤⽑⽪磨擦过的琥珀能够吸引⽻⽑，纸⽚等轻⼩物体。
后来发现，⽤⽑⽪或丝绸磨擦后的玻璃棒、⽕漆棒、硬橡胶棒等都能吸引轻⼩物体，这表明经磨擦后的棒下⼊了⼀种特别的状态，将处于这种状态的物体叫带电体，并说它们带有电荷，英⽂中el ect ric ity(电)就是从希腊字ele ctr on(琥珀)⽽来。
1、电荷的种类：电荷有两种，同种电荷相斥，异种电荷相吸。
美国物理学家富兰克林（Be nja min F ran kli n 1706-1790）⾸先以正电荷、负电荷的名称来区分两种电荷，这种命名法⼀直延续到现在。
⾃然界中的电荷只有两种，⼀种与丝绸磨擦过的玻璃棒的电荷相同，叫正电荷；另⼀种与⽑⽪磨擦过的⽕漆棒的电荷相同，叫负电荷。
现在我们知道在原⼦内部质⼦带正电荷，电⼦带负电荷，中⼦不带电，由于正负电荷电量相等，所以整个原⼦对外不显电性。
2、电荷的检验、验电器利⽤同性相斥的现象可制成验电器，它可检验物体是否带电。
3、电荷间的作⽤：同性电荷相排斥，异性电荷相吸引。
4、物体按导电性的分类，电荷的传递由⽇常⽣活，我们知道，并⾮所有物体都允许电荷通过。
允许电荷通过的物体叫导体。
不允许电荷通过的物体叫电绝缘体（或电介质）。
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第一章 静电场
1. 已知空气中，某种球对称分布的电荷产生的电位在球坐标系中的表达式为
()e br a r r
ϕ=(a ，b 均为常数)，单位V ，求体电荷密度ρ。
2. 已知某空间电场强度(2)x y z E yz x e xze xye =-++，问：(1)该电场可能是静态电场吗？(2)如果是静电场，求与之对应的电位分布。
3. 一个半径为6cm 的导体球，要使得它在空气中带电且不放电，试求导体球所能带的最大电荷量及导体球表面电位。
已知空气的击穿场强为6310V/m ⨯。
4. 从静电场基本方程出发，证明当电介质均匀时，极化电荷密度p ρ存在的条件是自由电荷的体密度ρ不为零，且有关系式0(1/)p ρεερ=--。
5. 试证明不均匀电介质在没有自由电荷体密度时可能有极化电荷体密度，并导出极化电荷体密度p ρ的表达式。
6. 一个半径为R 介质球，介电常数为ε，球内的极化强度r K P e r =
，其中K 为常数。
试计算(1)束缚电荷体密度和面密度；(2)自由电荷密度；(3)球内、外的电场和电位分布。
(说明：虽然介质是均匀的，但极化强度P 不是常矢量，所以介质的极化是非均匀的。
因此，介质体内可能有极化电荷，此即意味着介质内有自由电荷分布，但介质表面上通常不存在面分布的自由电荷)
7. 一个空气平行板电容器的板间距为d ，极板面积为S ，两板之间所加电压为0U 。
如果保持所加电源不变，使两板的间距扩大到10d 。
求下面每一个量变化的倍数：0U 、C 、E 、D 、Q 、极板面电荷密度σ、电容器储存的能量e W 。
8. 高压同轴线的最佳尺寸设计：一个高压同轴圆柱电缆，外导体的内半径为2cm ，内外导体间电介质的击穿场强为200kV/cm 。
内导体的半径a ，其值可以自由选定，但有一最佳值。
因为若a 太大，内外导体的间隙就变得很小，以至在给定的电压下，最大的E 会超过电介质的击穿场强。
另一方面，由于E 的最大值m E 总是在内导体表面上，当a 很小时，其表面的E 必定很大。
试问a 为何值时，该电缆能承受最大电压？并求此最大电压值？
(击穿场强：当电场增大到某一数值时，使得电介质中的束缚电荷能够脱离它们的分子而自由移动，这时电介质就丧失了它的绝缘性能，称为被击穿。
某种材料能安全地承受的最大电场强度就称为该材料的击穿场强)。
9. 有一分区均匀电介质电场，区域1(0z <)中的相对介电常数为1r ε，区域2(0z >)中的相对介电常数为2r ε。
已知1201050x y z E e e e =-+，求1D ，2E 和2D 。