高二物理競賽第七章 靜止電荷的電場課件

一、掌握電場強度概念，掌握利用疊加原理分析、求解電場強度的基本方法。二、掌握靜電場的高斯定理，掌握利用高斯定理計算電場強度的條件和方法。教學基本要求三、掌握靜電場的環(huán)路定理和電勢的概念，掌握用電勢的疊加原理求電勢的基本方法。第七章靜止電荷的電場四、理解電勢與電場強度的關系。七、理解電容器概念和典型的連接方式。了解電容器的充、放電過程。八、理解電場的能量和能量密度概念。五、理解導體的靜電平衡條件，能分析簡單導體系統(tǒng)在靜電平衡時的電荷分布、電場強度和電勢。六、理解電介質的極化機理及其描述，掌握有電介質時的高斯定理?！?-1物質的電結構庫侖定律一、電荷對電的最早認識：摩擦起電和雷電。兩種電荷：正電荷和負電荷。電性力：同號相斥、異號相吸。電荷量：物體帶電荷的多少。二、電荷守恒定律

物質由原子組成，原子由原子核和核外電子組成，原子核又由中子和質子組成。中子不帶電，質子帶正電，電子帶負電。質子數和電子數相等，原子呈電中性。由大量原子構成的物體也就處于電中性狀態(tài)，對外不顯示電性。物質的電結構理論起電的實質所謂起電，實際上是通過某種作用，使物體內電子不足或者過多而呈現帶電狀態(tài)。

例如：通過摩擦可使兩個物體接觸面溫度升高，促使一定量的電子獲得足夠的動能從一個物體遷移到另一個物體，從而使獲得更多電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電。電荷守恒定律

實驗證明，在一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內,無論經過怎樣的物理過程，系統(tǒng)正、負電荷量的代數和總是保持不變。如：正電子

宏觀帶電體的帶電量qe，準連續(xù)。

夸克模型。

e=1.60210－19C，為一個電子所帶電荷量。三、電荷量子化電荷量只能取分立的、不連續(xù)量值的性質，稱為電荷的量子化。

Q=NeN=±1,2,3…點電荷

可以簡化為點電荷的條件：當帶電體的形狀和大小與它們之間的距離相比可忽略時，這些帶電體可看作是點電荷。rq1dq2四、庫侖定律即：1785年，庫侖從扭秤實驗結果總結出了庫侖定律。扭秤庫侖定律

在真空中，兩個靜止點電荷之間相互作用力與這兩個點電荷的電荷量q1和q2的乘積成正比，而與這兩個點電荷之間的距離r12(或r21)的平方成反比，作用力的方向沿著這兩個點電荷的連線，同號相斥，異號相吸。q1q2單位制有理化ε0為真空電容率，則真空中庫侖定律數學形式:q1q2說明：1.“靜止”是指慣性系中相對于觀察者靜止。2.適用于點電荷。3.q1、q2取代數值。4.遵守牛頓第三定律。靜電力的疊加原理：1Fr

實驗證明，當空間中有兩個以上的點電荷時，作用在某一點電荷上的總靜電力等于其它各點電荷單獨存在時對該點電荷所施靜電力的矢量和，這一結論叫做靜電力的疊加原理。自然界存在的幾種靜電力：原子結合成分子的結合力；原子、分子結合形成液體或者固體時的結合力；化學反應和生物過程中的結合力(DNA分子雙螺旋結構的形成)。例題7-2

按量子理論，在氫原子中，核外電子快速地運動著，并以一定的概率出現在原子核(質子)的周圍各處，在基態(tài)下，電子在半徑r＝0.529×10-10ｍ的球面附近出現的概率最大。試計算在基態(tài)下,氫原子內電子和質子之間的靜電力和萬有引力,并比較兩者的大小。引力常數為G=6.67×10-11N·m2/kg2。

解:

按庫侖定律計算,電子和質子之間的靜電力為應用萬有引力定律,電子和質子之間的萬有引力為

可見在