教科版高中物理必修第三冊(cè)電荷電荷守恒定律

教科版高中物理必修第三冊(cè)電荷電荷守恒定律目錄電荷與電場(chǎng)庫(kù)侖定律與電荷相互作用電場(chǎng)中的導(dǎo)體與絕緣體電荷守恒定律及其應(yīng)用目錄電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒電場(chǎng)中的粒子運(yùn)動(dòng)與受力分析電荷與電場(chǎng)0101電荷的基本性質(zhì)電荷是物質(zhì)的一種基本屬性，分為正電荷和負(fù)電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。02電荷的量子化電荷是量子化的，即電荷量是離散的，不存在連續(xù)變化的電荷量?；倦姾闪渴请娮与姾闪康恼麛?shù)倍。03電荷守恒定律在一個(gè)孤立系統(tǒng)中，無(wú)論發(fā)生何種變化，電荷的代數(shù)和始終保持不變。這是電荷守恒定律的表述。電荷及其性質(zhì)010203電荷周圍存在電場(chǎng)，電場(chǎng)是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)，它對(duì)放入其中的電荷有力的作用。電場(chǎng)的概念電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，用E表示。電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于單位正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力。電場(chǎng)強(qiáng)度的定義電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向。在電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度既有大小又有方向，是矢量。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向電場(chǎng)與電場(chǎng)強(qiáng)度

電勢(shì)與電勢(shì)能電勢(shì)的概念電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，用φ表示。電勢(shì)的大小等于單位正電荷在該點(diǎn)所具有的電勢(shì)能。電勢(shì)差與電壓電勢(shì)差是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值，又叫電壓。用U表示。電勢(shì)差的大小等于單位正電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)能的概念電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于把該點(diǎn)的電荷移動(dòng)到零電勢(shì)位置時(shí)電場(chǎng)力所做的功。庫(kù)侖定律與電荷相互作用02庫(kù)侖定律內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。庫(kù)侖定律公式：F=kQ1Q2/r^2。其中k為靜電力常量，Q1和Q2為兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量，r為它們之間的距離。庫(kù)侖定律的適用條件：真空中的點(diǎn)電荷。庫(kù)侖定律同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電荷之間的相互作用力是通過(guò)電場(chǎng)傳遞的。電荷之間的相互作用力與電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。電荷之間的相互作用靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體中（包括表面）沒(méi)有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)。靜電平衡時(shí)導(dǎo)體的特點(diǎn)導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零；導(dǎo)體表面附近電場(chǎng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)體表面垂直；導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一個(gè)等勢(shì)面。靜電感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間的相互作用，導(dǎo)體中的自由電荷會(huì)重新分布，使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象。靜電感應(yīng)與靜電平衡電場(chǎng)中的導(dǎo)體與絕緣體0301導(dǎo)體的性質(zhì)02導(dǎo)體的分類導(dǎo)體內(nèi)部存在自由電子，能夠在電場(chǎng)作用下自由移動(dòng)形成電流，從而傳遞電能和信號(hào)。根據(jù)電阻率的大小，導(dǎo)體可分為良導(dǎo)體和不良導(dǎo)體。良導(dǎo)體的電阻率較小，如金屬、石墨等；不良導(dǎo)體的電阻率較大，如電解質(zhì)溶液、人體等。導(dǎo)體的性質(zhì)與分類絕緣體內(nèi)部幾乎沒(méi)有自由電子，因此不容易導(dǎo)電。其電阻率很高，能夠阻止電流通過(guò)，起到隔離和保護(hù)作用。絕緣體廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備和電子線路中，如電線電纜的絕緣層、電器開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)、電機(jī)繞組的絕緣等，以防止電流泄漏和保障人身安全。絕緣體的性質(zhì)與應(yīng)用絕緣體的應(yīng)用絕緣體的性質(zhì)半導(dǎo)體的定義半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。其電阻率隨溫度升高而減小。半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體具有一些特殊的物理性質(zhì)，如壓阻效應(yīng)、光電效應(yīng)、熱電效應(yīng)等。這些特性使得半導(dǎo)體在電子技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用，如制造晶體管、集成電路、太陽(yáng)能電池等。半導(dǎo)體簡(jiǎn)介電荷守恒定律及其應(yīng)用04電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變。表述揭示了自然界中電荷的普遍規(guī)律，是電荷相互作用的基礎(chǔ)。電荷守恒定律是物理學(xué)中的基本定律之一，對(duì)于理解電磁現(xiàn)象和電磁相互作用具有重要意義。意義電荷守恒定律的表述和意義摩擦起電通過(guò)摩擦使兩個(gè)物體帶電的現(xiàn)象。其實(shí)質(zhì)是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，使兩個(gè)物體分別帶上等量的異種電荷。感應(yīng)起電利用靜電感應(yīng)現(xiàn)象使物體帶電的過(guò)程。其實(shí)質(zhì)是在帶電體上電荷的作用下，導(dǎo)體中的正負(fù)電荷發(fā)生分離，使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)接觸起電和電荷的中和接觸起電兩個(gè)帶電的物體相互接觸后，電荷會(huì)重新分配，使得兩個(gè)物體帶上等量的同種電荷。其實(shí)質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移和重新分布。電荷的中和等量的異種電荷相遇時(shí)，它們會(huì)互相抵消，使物體恢復(fù)不帶電的狀態(tài)。中和過(guò)程遵循電荷守恒定律，即正負(fù)電荷的總量保持不變。電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒05電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減少量，即$W_{AB}=E_{pA}-E_{pB}$。當(dāng)電場(chǎng)力做正功時(shí)，電勢(shì)能減少；當(dāng)電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)，電勢(shì)能增加。電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系在電場(chǎng)中，電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力會(huì)對(duì)電荷做功，從而導(dǎo)致電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化。如果電場(chǎng)力做正功，則電荷的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減少；如果電場(chǎng)力做負(fù)功，則電荷的動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加。電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而能量的總量保持不變。電場(chǎng)中的能量守恒在電場(chǎng)中，電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力會(huì)對(duì)電荷做功，從而導(dǎo)致電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化。但是，在整個(gè)過(guò)程中，電荷的總能量保持不變，即動(dòng)能和電勢(shì)能的總和保持不變。電場(chǎng)中的能量守恒定律0102電場(chǎng)能是電場(chǎng)中存在的能量，與電場(chǎng)的分布和電荷的分布有關(guān)。電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，與電荷的位置和電場(chǎng)的分布有關(guān)。電場(chǎng)能電勢(shì)能電場(chǎng)能與電勢(shì)能的關(guān)系電場(chǎng)中的粒子運(yùn)動(dòng)與受力分析06當(dāng)帶電粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力與粒子運(yùn)動(dòng)方向共線時(shí)，粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力與粒子運(yùn)動(dòng)方向不共線時(shí)，粒子將做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度方向與電場(chǎng)力方向相同。勻變速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力方向與粒子速度方向垂直時(shí)，粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電場(chǎng)力提供向心力。曲線運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律重力對(duì)于微觀粒子，如電子、質(zhì)子等，重力通?？梢院雎圆挥?jì)。但對(duì)于宏觀帶電物體，如帶電液滴、塵埃等，重力不能忽略。電場(chǎng)力帶電粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力大小為$F=qE$，方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同或相反，取決于粒子的帶電性質(zhì)。其他力根據(jù)題目條件，可能還需要考慮其他力，如摩擦力、空氣阻力等。帶電粒子在電場(chǎng)中的受力分析VS當(dāng)帶電粒子垂