大学物理课件第五章静电场65页PPT
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大学物理课件:静电场一、静电场的基本概念1.1电荷电荷是物质的一种属性,是带电粒子的基本单位。
根据电荷的性质,电荷可分为正电荷和负电荷。
自然界中,已知的电荷只有两种:电子和质子。
电子带负电,质子带正电。
电荷的量是量子化的,即电荷量总是元电荷的整数倍。
1.2静电场(1)存在势能:在静电场中,电荷之间存在电势差,电荷在电场中移动时会受到电场力的作用,从而具有势能。
(2)叠加原理:静电场中,任意位置的电场强度是由所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和。
(3)保守性:静电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,因此静电场是保守场。
1.3电场强度电场强度是描述电场中电荷受力大小的物理量。
电场强度E的定义为单位正电荷所受到的电场力F,即E=F/q。
电场强度是矢量,方向与正电荷所受电场力方向相同。
在国际单位制中,电场强度的单位为牛/库仑(N/C)。
二、库仑定律2.1库仑定律的表述库仑定律是描述静止电荷之间相互作用的定律。
库仑定律表明,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,与它们之间的距离的平方成反比,作用力在它们的连线上。
2.2库仑定律的数学表达式设两个点电荷的电荷量分别为q1和q2,它们之间的距离为r,则它们之间的相互作用力F可以用库仑定律表示为:F=kq1q2/r^2其中,k为库仑常数,其值为8.9910^9N·m^2/C^2。
2.3电场强度的计算根据库仑定律,可以求出单个点电荷产生的电场强度。
设一个点电荷q产生的电场强度为E,则距离该电荷r处的电场强度E 为:E=kq/r^2三、电势与电势差3.1电势电势是描述电场中某一点电荷势能的物理量。
电势的定义为单位正电荷从无穷远处移到该点时所做的功W,即V=W/q。
电势是标量,单位为伏特(V)。
3.2电势差的计算电势差是描述电场中两点间电势差异的物理量。
电势差U的定义为单位正电荷从一点移到另一点时所做的功W,即U=W/q。
电势差是标量,单位为伏特(V)。