大学物理下册电学ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
8
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
例1:三个点电荷q1=q2=2.0×10-6C , Q=4.0×10-6C , 求q1 和 q2 对Q 的作用力。
y
q1
r1
0.3
Q
oθ
0.4
源自文库
0.3
q2
r2 Fy
F2
Fx
x
F1
F
F1
F2
q1Q
4π 0 r12
0.29N
9
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
3、两个带有等量同号电荷,形状相同的金属小球A和B 相互之间的作用力为f ,它们之间的距离远大于小球本 身的直径。现在用一个带绝缘柄的原来不带电的相同的 金属小球C去和小球A接触,再和B接触,然后移去,则 球A球B之间的作用力变为
(a) f / 2 (b) f / 4 (c) 3f / 8 (d) f /10
12
§10-2 电场和电场强度
一、电场(electric field )
1. 在电荷周围空间存在一种特殊物质,它可以传递电荷之 间的相互作用力,这种特殊物质称为电场。静止电荷周围 存在的电场,称静电场,这就是所谓的近距作用。
电荷
电场
电荷
2. 任何进入该电场的带电体,都受到电场传递的作用力的 作用,这种力称为静电场力。
例2:两个相同的小球质量都是m,并 带有等量同号电荷q,各用长为l的丝线
悬挂于同一点。由于电荷的斥力作用,
使小球处于图示的位置。如果θ角很小, 试两个求小球的间距x为多少?
例3:两大小相同的球,质量均为m,并带相同的电荷q,一长
度为l的丝线悬挂,如图所示,设θ较小, tgθ可以近似用
sinθ表示,则平衡时两球分开的距离x约等于(其
3.当带电体在电场中移动时,电场力对带电体作功, 表明电 场具有能量。
实验表明电场具有质量、动量、能量,体现了 它的物质性。
13
C、q1=-Q/4;q2=5Q/4 D、q1=-Q/2;q2=3Q/2
2、将某一点电荷Q分成两部分,让它们相距为1米,两
部分的电量分别为q1和q2,两部分均看作点电荷,要使
两电荷之间的库仑力最大,则q1和q2的关系是:
A: q1=2q2 B: 2q1=q2 C: q1=q2 D: q1q2
11
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
常用e表示;
③微观粒子所带电荷普遍存在一种对称性,即对 于每一种带正电荷的微观粒子,无一例外地,必然存 在与之相对应的、带等量负电荷的另一种微观粒子;
④遵从电荷守恒定律; ⑤电荷是相对论性不变量,即粒子所带电量与它 的运动速率无关。
6
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
二、库仑定律(Coulomb law)
q2
F12
F21
r12
当q2 与q1 异号时, F12 与r12 方向相反 q1
F21 F12 库仑力满足牛顿第三定律
7
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
k 1 9.0 109 N m2 C2
4π 0
是国际单位制中的比例系数
0 8.854 187 817 10 12 C2 /(N m2 )
2.电荷守恒 一个与外界没有电荷交换的孤立系统,无论发生
什么变化,整个系统的电荷总量(正、负电荷的代 数和)必定保持不变。这个结论称为电荷守恒定律, 它是物理学中具有普遍意义的定律之一,也是自然 界普遍遵从的一个基本规律。它不仅适用于宏观现 象和过程,也适用于微观现象和过程。
4
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
在真空中两个相对于观察者静止的点电荷之间的相互作
用力的大小与它们所带电量的乘积成正比,与它们之间距
离的平方成反比 ,方向沿两电荷的连线,同号相斥,异 号相吸
F12
设q2 受到 q1 的作用力为F12 则:
q2
F12
k
q1q2 r122
r12 r12
其中 r12 为q1 指向q2 的矢量
q1
r12
在相对论中物质的质量会随其运动速率而变化,但是 实验证明一切带电体的电量不因其运动而改变,电荷是 相对论性不变量。
5
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
3.电荷特点
①电荷只有两种,即正(+)电荷和负(-)电荷; ②电荷是量子化的,任何物体所带电荷的量不可 能连续变化,只能一份一份地增加或减少,这种性质 称为电荷的量子化。电荷的最小份额称为基本电荷,
中k 1
4 0
)
1
2lkq2 mg
3
10
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
例4:两个点电荷所带电荷之和为Q,问问它们各带 电量为多少时,相互间的作用力最大?
思考
1、两个同号电荷所带电量之和为Q,问它们各带电量为 多少时,其间相互作用力最大
A、q1=Q/2;q2=Q/2
B、q1=Q/4;q2=3Q/4
一、电荷 (charge) 1.电荷的种类
原子是电中性的? 自然界中有两种电荷:正电荷、负电荷。
实验证明微小粒子带电量的变化是
不连续的,它只能是元电荷 e 的整数
倍 , 即粒子的电荷是 量子化的:
Q = n e ; n = 1, 2 , 3,…
电荷量子化是个实验规律
3
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
自然界中的微观粒子有几百种,其中带电粒子所具有 的电荷数均为+e 或-e 的整数倍。因此电荷量子化是普 遍的量子化规律。现代实验结果证明电荷量子化具有相 当高的精度。
在近代物理中发现强子(如质子、中子、介子等)是由 夸克(quark)构成的,夸克所带电量为e的1/3或2/3。但是 到目前为止还没有发现以自由状态存在的夸克。电量的 最小单元不排除会有新的结论,但是电量量子化的基本 规律是不会变的。
第十章
电荷和静电场
1
第十章 电荷和静电场
§10-1 电荷和库仑定律 §10-2 电场和电场强度 §10-3 高斯定理 §10-4 电势及其与电场强度的关系 §10-5 静电场中的金属导体 §10-6 电容和电容器 §10-7 静电场中的电解质 §10-8 静电场的能量
2
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
称为真空电容率或真空介电常量。
自然界存在四种力:强力、弱力、电磁力和万有引力, 把10-- 15m的尺度上两个质子间的强力的强度规定为1, 其它各力的强度 是:电磁力为10-2,弱力为10-9,万有引力为10-39。在原子、 分子的构成以及固体和液体的凝聚等方面,库仑力都起着主要 的作用。
只适用于描述两个相对于观察者为静止的点电荷之间的相互作用
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
例1:三个点电荷q1=q2=2.0×10-6C , Q=4.0×10-6C , 求q1 和 q2 对Q 的作用力。
y
q1
r1
0.3
Q
oθ
0.4
源自文库
0.3
q2
r2 Fy
F2
Fx
x
F1
F
F1
F2
q1Q
4π 0 r12
0.29N
9
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
3、两个带有等量同号电荷,形状相同的金属小球A和B 相互之间的作用力为f ,它们之间的距离远大于小球本 身的直径。现在用一个带绝缘柄的原来不带电的相同的 金属小球C去和小球A接触,再和B接触,然后移去,则 球A球B之间的作用力变为
(a) f / 2 (b) f / 4 (c) 3f / 8 (d) f /10
12
§10-2 电场和电场强度
一、电场(electric field )
1. 在电荷周围空间存在一种特殊物质,它可以传递电荷之 间的相互作用力,这种特殊物质称为电场。静止电荷周围 存在的电场,称静电场,这就是所谓的近距作用。
电荷
电场
电荷
2. 任何进入该电场的带电体,都受到电场传递的作用力的 作用,这种力称为静电场力。
例2:两个相同的小球质量都是m,并 带有等量同号电荷q,各用长为l的丝线
悬挂于同一点。由于电荷的斥力作用,
使小球处于图示的位置。如果θ角很小, 试两个求小球的间距x为多少?
例3:两大小相同的球,质量均为m,并带相同的电荷q,一长
度为l的丝线悬挂,如图所示,设θ较小, tgθ可以近似用
sinθ表示,则平衡时两球分开的距离x约等于(其
3.当带电体在电场中移动时,电场力对带电体作功, 表明电 场具有能量。
实验表明电场具有质量、动量、能量,体现了 它的物质性。
13
C、q1=-Q/4;q2=5Q/4 D、q1=-Q/2;q2=3Q/2
2、将某一点电荷Q分成两部分,让它们相距为1米,两
部分的电量分别为q1和q2,两部分均看作点电荷,要使
两电荷之间的库仑力最大,则q1和q2的关系是:
A: q1=2q2 B: 2q1=q2 C: q1=q2 D: q1q2
11
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
常用e表示;
③微观粒子所带电荷普遍存在一种对称性,即对 于每一种带正电荷的微观粒子,无一例外地,必然存 在与之相对应的、带等量负电荷的另一种微观粒子;
④遵从电荷守恒定律; ⑤电荷是相对论性不变量,即粒子所带电量与它 的运动速率无关。
6
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
二、库仑定律(Coulomb law)
q2
F12
F21
r12
当q2 与q1 异号时, F12 与r12 方向相反 q1
F21 F12 库仑力满足牛顿第三定律
7
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
k 1 9.0 109 N m2 C2
4π 0
是国际单位制中的比例系数
0 8.854 187 817 10 12 C2 /(N m2 )
2.电荷守恒 一个与外界没有电荷交换的孤立系统,无论发生
什么变化,整个系统的电荷总量(正、负电荷的代 数和)必定保持不变。这个结论称为电荷守恒定律, 它是物理学中具有普遍意义的定律之一,也是自然 界普遍遵从的一个基本规律。它不仅适用于宏观现 象和过程,也适用于微观现象和过程。
4
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
在真空中两个相对于观察者静止的点电荷之间的相互作
用力的大小与它们所带电量的乘积成正比,与它们之间距
离的平方成反比 ,方向沿两电荷的连线,同号相斥,异 号相吸
F12
设q2 受到 q1 的作用力为F12 则:
q2
F12
k
q1q2 r122
r12 r12
其中 r12 为q1 指向q2 的矢量
q1
r12
在相对论中物质的质量会随其运动速率而变化,但是 实验证明一切带电体的电量不因其运动而改变,电荷是 相对论性不变量。
5
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
3.电荷特点
①电荷只有两种,即正(+)电荷和负(-)电荷; ②电荷是量子化的,任何物体所带电荷的量不可 能连续变化,只能一份一份地增加或减少,这种性质 称为电荷的量子化。电荷的最小份额称为基本电荷,
中k 1
4 0
)
1
2lkq2 mg
3
10
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
例4:两个点电荷所带电荷之和为Q,问问它们各带 电量为多少时,相互间的作用力最大?
思考
1、两个同号电荷所带电量之和为Q,问它们各带电量为 多少时,其间相互作用力最大
A、q1=Q/2;q2=Q/2
B、q1=Q/4;q2=3Q/4
一、电荷 (charge) 1.电荷的种类
原子是电中性的? 自然界中有两种电荷:正电荷、负电荷。
实验证明微小粒子带电量的变化是
不连续的,它只能是元电荷 e 的整数
倍 , 即粒子的电荷是 量子化的:
Q = n e ; n = 1, 2 , 3,…
电荷量子化是个实验规律
3
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
自然界中的微观粒子有几百种,其中带电粒子所具有 的电荷数均为+e 或-e 的整数倍。因此电荷量子化是普 遍的量子化规律。现代实验结果证明电荷量子化具有相 当高的精度。
在近代物理中发现强子(如质子、中子、介子等)是由 夸克(quark)构成的,夸克所带电量为e的1/3或2/3。但是 到目前为止还没有发现以自由状态存在的夸克。电量的 最小单元不排除会有新的结论,但是电量量子化的基本 规律是不会变的。
第十章
电荷和静电场
1
第十章 电荷和静电场
§10-1 电荷和库仑定律 §10-2 电场和电场强度 §10-3 高斯定理 §10-4 电势及其与电场强度的关系 §10-5 静电场中的金属导体 §10-6 电容和电容器 §10-7 静电场中的电解质 §10-8 静电场的能量
2
§10-1 电荷的量子化及电荷守恒定律
称为真空电容率或真空介电常量。
自然界存在四种力:强力、弱力、电磁力和万有引力, 把10-- 15m的尺度上两个质子间的强力的强度规定为1, 其它各力的强度 是:电磁力为10-2,弱力为10-9,万有引力为10-39。在原子、 分子的构成以及固体和液体的凝聚等方面,库仑力都起着主要 的作用。
只适用于描述两个相对于观察者为静止的点电荷之间的相互作用