高中物理--静电场基本知识_ppt讲解学习
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第7章 静电场 （高中）
电荷及其守恒定律
用毛皮摩擦过的 自然界中有两种电荷： 橡胶棒带负电;
用丝绸摩擦过的 正电荷和负电荷 玻璃棒带正电.
两种电荷间的相互作用：
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
物体带电的实质：
质子（正电）
原子核
中子（不带电）
原子
核外电子（负电）
原来电中性的物体得到电子则带上负电， 失去电子的带上正电。实质是电子的转移。
电场的强弱是 与位置有关的。
实验中的带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况
的，称为试探电荷，或检验电荷；
电荷量和尺寸充分小
被检验的电场是电荷O所激发的，所有电荷O称为场源电荷，或 源电荷。
电场强度
怎样来描述电场的强弱呢？
能否用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱？
不同电荷量的试探电荷，即使在电场的同一点，受到的静电力
比值定义法 （2）、公式：E=F/q （3）、单位：牛每库（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C （4）、方向：电场强度是矢量 其方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同；跟负电荷在 该点所受的静电力的方向相反
点电荷的电场 点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？
Q
r
q
F
k
Qq r2
从物体的一部分转移到另一部分．
物 体
Ⅲ、接触带电
带
电
方 +Q
法
接触后 1 Q 1 Q
再分开 2
2
Q
接触后
3Q
Q
Q
再分开
三
种 (1)摩擦起电： 带 正负电荷的分开和转移
电
方 (2)感应起电： 法 电荷从物体的一部分转移到另一部分
(3)接触起电： 电荷从一个物体转移到另一个物体
起
电 无论是哪种起电方式,其本质都是将
E
k
Q r2
r>R，Q是整 个球体所带的 电荷量
电场线
我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？ 电场线：
电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点 的切线方向表示该点的电场强度方向。
电场线
电场线
电场线 电场线的特点：
电场线是电场中实 际存在的线吗？
1、电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
的。
A
B
电荷
电场
电荷
电场以及磁场已被证明是一种客观存在，并且是互相联系的， 统称为电磁场。
变化的电磁场以有限的速度——光速，在空间传播。
它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而 场与实物是物质存在的两种不同形式。
本章只讨论静止电荷产生的电场，称为静电场。
电场强度 电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
2、大小：F=kQ1Q2/r2
3、方向：同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
4、适用条件： ⑴.真空(空气中近似成立) ⑵.点电荷
点电荷是一种理想化模型，只有电荷量而没有大 小的几何点。
5、应用多个电荷的库仑定律时，应注意：
(1)任何一个电荷所受的库仑力等于周围其他各点电荷 对它的作用力的合力。 (2)几个库仑力或库仑力和其他性质的力合成时均遵守 平行四边形法则。
也不相同。
试探电荷在电场中
Q
q1 F1
某点受到的力F很 可能与试探电荷的
电荷量q成正比：
Q
2 q1
2 F1
F=Eq
E是比例常数，与
Q
3q1
q无关
3 F1
电场强度 实验表明：
试探电荷在电场中某个位置所受的力，的确与试探电荷的 电荷量成正比；
在电场的不同位置，比例常数E一般说来是不一样的。
（1）、电场强度：放入电场中某点的电荷所受的力F与它的电 荷量q的比值，叫做这点的电场强度（场强）。
的 本
正、负电荷分开,使电荷发生转移，
质 实质是电子的转移，并不是创造电
荷。
电 荷
表述一：
守 电荷既不能创造,也不能消灭,它只能
恒 定 律
从一个物体转移到另一个物体,或从物体 的一部分转移到另一部分,在转移的过程 中，系统的电荷总数保持不变.
表述二：
一个与外界没有电荷交换的系统，电 荷的代数和总是保持不变。
2、电场线在电场中不相交；
3、在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强 度较小的地方电场线较疏，可以用电场线的疏密来表示电场 强度的相对大小。
匀强电场
如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就 叫做匀强电场。
EF q
E
k
Q r2
式中Q是场源电荷大小
如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相 等。
电场强度的叠加
如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？
电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在 该点产生的电场强度的矢量和
P E2
E 1 P点的电场强度，等
E
于+Q1在该点产生的 电场强度E1与-Q2在该
元
电 电荷量：电荷的多少。单位:库仑 C
荷
最小电荷量：电子所带的电荷量
元电荷：最小电荷量，用e表示
e=1.60x10-19C
所有带电体的电荷量或者等于e，或者 是e的整数倍。故电荷量不能连续变化。
q
比荷：带电体的电荷量与质量的比 m
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成正比,与它们的距离的二次 方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
点产生电场强度E2的
矢量和
Q1
Q2
遵循平行四边形定则。
电场强度的叠加
一个比较大的带电物体不能看做点电荷。
在计算它的电场时，可以把它分做若干小块，只要每个小块足够小，就可以把每小 块所带的电荷看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电 场。
Q
r
Q
r
一个半径为R的均匀带电球体 （或球壳）在外部产生的电 场，与一个位于球心的、电 荷量相等的点电荷产生的电 场相同，球外各点的电场强 度：
物
体 Ⅰ、摩擦起电
带 电 方 法 原因：
不同物质的原子核束缚电子的本 领不同，失去电子的物体带正电， 得到电子的物体带负电。
物 体
Ⅱ、感应起电
带 静电感应的原因：把带电球C移近金属导体A和B 电 时，导体上的自由电子被吸引过来，因此导wenku.baidu.comA 方 和B带上了等量的异种电荷．感应起电没有创造 法 电荷，而是使物体中的正负电荷分开，将电荷
电场强度
电场
万有引力
超距作用
既不需要媒介，也不需经历时间，而是超越空间直接发生的作 用力。
G
m1m 2 r2
静电力像万有引力一样，也是一种超距 力
k
q1q 2 r2
超距作用观点不可避免地带来一种神秘 色彩，与人类的理智和科学追求不符
电场
19世纪30年代，法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的
电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予
电荷及其守恒定律
用毛皮摩擦过的 自然界中有两种电荷： 橡胶棒带负电;
用丝绸摩擦过的 正电荷和负电荷 玻璃棒带正电.
两种电荷间的相互作用：
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
物体带电的实质：
质子（正电）
原子核
中子（不带电）
原子
核外电子（负电）
原来电中性的物体得到电子则带上负电， 失去电子的带上正电。实质是电子的转移。
电场的强弱是 与位置有关的。
实验中的带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况
的，称为试探电荷，或检验电荷；
电荷量和尺寸充分小
被检验的电场是电荷O所激发的，所有电荷O称为场源电荷，或 源电荷。
电场强度
怎样来描述电场的强弱呢？
能否用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱？
不同电荷量的试探电荷，即使在电场的同一点，受到的静电力
比值定义法 （2）、公式：E=F/q （3）、单位：牛每库（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C （4）、方向：电场强度是矢量 其方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同；跟负电荷在 该点所受的静电力的方向相反
点电荷的电场 点电荷是最简单的场源电荷，它激发的电场有什么特点呢？
Q
r
q
F
k
Qq r2
从物体的一部分转移到另一部分．
物 体
Ⅲ、接触带电
带
电
方 +Q
法
接触后 1 Q 1 Q
再分开 2
2
Q
接触后
3Q
Q
Q
再分开
三
种 (1)摩擦起电： 带 正负电荷的分开和转移
电
方 (2)感应起电： 法 电荷从物体的一部分转移到另一部分
(3)接触起电： 电荷从一个物体转移到另一个物体
起
电 无论是哪种起电方式,其本质都是将
E
k
Q r2
r>R，Q是整 个球体所带的 电荷量
电场线
我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？ 电场线：
电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点 的切线方向表示该点的电场强度方向。
电场线
电场线
电场线 电场线的特点：
电场线是电场中实 际存在的线吗？
1、电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
的。
A
B
电荷
电场
电荷
电场以及磁场已被证明是一种客观存在，并且是互相联系的， 统称为电磁场。
变化的电磁场以有限的速度——光速，在空间传播。
它和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量，因而 场与实物是物质存在的两种不同形式。
本章只讨论静止电荷产生的电场，称为静电场。
电场强度 电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
2、大小：F=kQ1Q2/r2
3、方向：同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
4、适用条件： ⑴.真空(空气中近似成立) ⑵.点电荷
点电荷是一种理想化模型，只有电荷量而没有大 小的几何点。
5、应用多个电荷的库仑定律时，应注意：
(1)任何一个电荷所受的库仑力等于周围其他各点电荷 对它的作用力的合力。 (2)几个库仑力或库仑力和其他性质的力合成时均遵守 平行四边形法则。
也不相同。
试探电荷在电场中
Q
q1 F1
某点受到的力F很 可能与试探电荷的
电荷量q成正比：
Q
2 q1
2 F1
F=Eq
E是比例常数，与
Q
3q1
q无关
3 F1
电场强度 实验表明：
试探电荷在电场中某个位置所受的力，的确与试探电荷的 电荷量成正比；
在电场的不同位置，比例常数E一般说来是不一样的。
（1）、电场强度：放入电场中某点的电荷所受的力F与它的电 荷量q的比值，叫做这点的电场强度（场强）。
的 本
正、负电荷分开,使电荷发生转移，
质 实质是电子的转移，并不是创造电
荷。
电 荷
表述一：
守 电荷既不能创造,也不能消灭,它只能
恒 定 律
从一个物体转移到另一个物体,或从物体 的一部分转移到另一部分,在转移的过程 中，系统的电荷总数保持不变.
表述二：
一个与外界没有电荷交换的系统，电 荷的代数和总是保持不变。
2、电场线在电场中不相交；
3、在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强 度较小的地方电场线较疏，可以用电场线的疏密来表示电场 强度的相对大小。
匀强电场
如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就 叫做匀强电场。
EF q
E
k
Q r2
式中Q是场源电荷大小
如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相 等。
电场强度的叠加
如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？
电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在 该点产生的电场强度的矢量和
P E2
E 1 P点的电场强度，等
E
于+Q1在该点产生的 电场强度E1与-Q2在该
元
电 电荷量：电荷的多少。单位:库仑 C
荷
最小电荷量：电子所带的电荷量
元电荷：最小电荷量，用e表示
e=1.60x10-19C
所有带电体的电荷量或者等于e，或者 是e的整数倍。故电荷量不能连续变化。
q
比荷：带电体的电荷量与质量的比 m
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成正比,与它们的距离的二次 方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
点产生电场强度E2的
矢量和
Q1
Q2
遵循平行四边形定则。
电场强度的叠加
一个比较大的带电物体不能看做点电荷。
在计算它的电场时，可以把它分做若干小块，只要每个小块足够小，就可以把每小 块所带的电荷看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电 场。
Q
r
Q
r
一个半径为R的均匀带电球体 （或球壳）在外部产生的电 场，与一个位于球心的、电 荷量相等的点电荷产生的电 场相同，球外各点的电场强 度：
物
体 Ⅰ、摩擦起电
带 电 方 法 原因：
不同物质的原子核束缚电子的本 领不同，失去电子的物体带正电， 得到电子的物体带负电。
物 体
Ⅱ、感应起电
带 静电感应的原因：把带电球C移近金属导体A和B 电 时，导体上的自由电子被吸引过来，因此导wenku.baidu.comA 方 和B带上了等量的异种电荷．感应起电没有创造 法 电荷，而是使物体中的正负电荷分开，将电荷
电场强度
电场
万有引力
超距作用
既不需要媒介，也不需经历时间，而是超越空间直接发生的作 用力。
G
m1m 2 r2
静电力像万有引力一样，也是一种超距 力
k
q1q 2 r2
超距作用观点不可避免地带来一种神秘 色彩，与人类的理智和科学追求不符
电场
19世纪30年代，法拉第提出：在电荷的周围存在着由它产生的
电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予