2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：靜電場

靜電場

靜電場

本章的主要內(nèi)容：基本定律—庫侖定律(實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ))兩個(gè)基本物理量—電場強(qiáng)度和電勢兩個(gè)基本定理—高斯定理和環(huán)路定理(理論基礎(chǔ))重點(diǎn)和難點(diǎn):求電場強(qiáng)度E和電勢U靜電場中存在導(dǎo)體和電介質(zhì)時(shí)所發(fā)生的現(xiàn)象；導(dǎo)體和電介質(zhì)與電場的相互作用及所遵循的規(guī)律；靜電場的能量。除此之外，還包含以下內(nèi)容：1747年富蘭克林發(fā)現(xiàn)了電。物體所帶的電荷有兩種，分別稱為正電荷、負(fù)電荷;同號電荷相斥，異號電荷相吸;電荷可以由摩擦起電、靜電感應(yīng)產(chǎn)生;歷史上約定：用絲綢摩擦的玻璃棒帶正電，用毛皮摩擦的塑料棒帶負(fù)電.

粒子帶電量是不連續(xù)的，它只能是基本電荷e的整數(shù)倍，即粒子的帶電量是量子化的.

基本電荷e=-1.60217733×10-19(C)q=±ne

一.電荷二.電荷電量量子化

除頂夸克外的五種夸克已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)它們的存在，華裔科學(xué)家丁肇中便因發(fā)現(xiàn)魅夸克（又叫J粒子）而獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。近十年來高能粒子物理學(xué)家的主攻方向之一是頂夸克。

1964年，美國物理學(xué)家默里·蓋爾曼和G.茨威格各自獨(dú)立提出了中子、質(zhì)子這一類強(qiáng)子是由更基本的單元——Quark組成的。它們具有分?jǐn)?shù)電荷，是基本電量的2/3或-1/3倍。

在一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正、負(fù)電荷的代數(shù)和在任何物理過程中保持不變.

電荷守恒定律適用于一切宏觀和微觀過程(例如核反應(yīng)和基本粒子過程)，是物理學(xué)中普遍的基本定律之一.三.電荷守恒定律四.庫侖定律點(diǎn)電荷:當(dāng)帶電體的形狀和大小與它們之間的距離相比可以忽略時(shí)，可將帶電體看作點(diǎn)電荷.庫侖定律表述:

在真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的作用力與它們的電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比;方向沿兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線,同號電荷相斥,異號電荷相吸.SI制中:則庫侖定律可寫作:真空中的介電常數(shù)：2.靜止的點(diǎn)電荷(電荷運(yùn)動(dòng)涉及場的傳播)；1.僅適用于真空中的點(diǎn)電荷；3.疊加性:庫侖定律只適用兩個(gè)點(diǎn)電荷的相互作用,涉及兩個(gè)以上點(diǎn)電荷的作用時(shí),其中每個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的靜電力等于其它點(diǎn)電荷分別單獨(dú)存在時(shí)作用在該點(diǎn)電荷上的靜電力的矢量和.注意:9絕緣物質(zhì).1.兩類電介質(zhì)分子無極分子：分子正、負(fù)電荷的“中心”是重合的甲烷CH4CH+H+H+H+有極分子：其正、負(fù)電荷的“中心”也不重合水分子H2OO--H+H+正中心負(fù)中心電介質(zhì)的極化102.電介質(zhì)的極化機(jī)制無極分子位移極化宏觀效應(yīng)無外場時(shí)呈電中性有外場時(shí)出現(xiàn)極化電荷11有極分子轉(zhuǎn)向極化宏觀效應(yīng)無外場時(shí)呈電中性有外