第6章静电场
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第6章静电场第1讲电场力的性质板块一主干梳理·对点激活知识点1 电荷守恒点电荷Ⅰ库仑定律Ⅱ1.元电荷、点电荷(1)元电荷:e=1.6×10-19 C,最小的电荷量,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
电子的电荷量q=-1.6×10-19 C。
(2)点电荷:忽略带电体的大小和形状的理想化模型。
(3)比荷:带电粒子的电荷量与其质量之比。
2.电荷守恒定律(1)内容:电荷既不能创生,也不能消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中电荷的总量保持不变。
(2)起电方法:摩擦起电、感应起电、接触起电。
(3)带电实质:物体带电的实质是得失电子。
(4)电荷的分配原则:两个形状、大小相同的导体,接触后再分开,二者带相同电荷;若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分。
3.库仑定律(1)内容:真空中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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:F =k q 1q 2r 2,式中k =9.0×109 N ·m 2/C 2,叫静电力常量。
(3)适用条件:真空中的点电荷。
①在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式。
②当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷。
③两个点电荷间的距离r →0时,不能再视为点电荷,也不遵循库仑定律,它们之间的库仑力不能认为趋于无穷大。
(4)库仑力的方向由相互作用的两个带电体决定,且同种电荷相互排斥,为斥力;异种电荷相互吸引,为引力。
知识点2 静电场 Ⅰ 电场强度、点电荷的场强 Ⅱ1.电场(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷所受到的静电力F 跟它的电荷量q 的比值。
第六章电荷与静电场要点:1、电量单位:库仑(C) 电子电量: —基本电荷量 。
带电量最小的带电粒子:电子。
4、电荷量子化:2、库仑定律:.3. 电场强度——描述电场强弱、方向的物理量。
场源电荷: 产生电场的点电荷、点电荷系、或带电体。
电场强度: 试验电荷q 0在电场中P 点所受的力,同试验电荷电量之比即为P 点的电场强度。
大小:等于单位试验电荷在该点所受电场力; 单位:N *C -1 或 V*m -1方向:与 +q0受力方向相同。
(2) 真空中点电荷Q 的电场: 根据库仑定律,试验电荷受力为:四、场强叠加原理五、电场强度的计算: 1. 点电荷的电场:2. 点电荷系的电场:3. 连续带电体的电场:电荷 电荷 电场 恒矢量==0q F EFq0q +r- +Fq 0q +r+ + r erQ q F E 200π41ε==r r q Q F 300π41⋅=ε0q F E=n n q F q F q F +++=2211n E E E +++=21∑==n i i E 1 r r q q F E300π41ε==∑=ii i r rq E30π41εr rq E 30d π41d ε= qd rEd P建立直角坐标,分解五、电场强度的计算点电荷系的电场:例6-1、 求电偶极子的电场。
电偶极子:相距很近的等量异号电荷;电偶极矩: 1) 轴线延长线上A 的场强: 解:2) 中垂面上B 的场强:解:建立如图的坐标系,电场在y 方向分量互相抵消。
1) 轴线延长线上A 的场强:2) 中垂面上B 的场强: 例6-2、求长度为l 、电荷线密度为λ的均匀带电直细棒周围空间的电场。
⎰⎰⎰===zz yy xx E E E E E E d d dkE j E i E Ez y x++=⎪⎩⎪⎨⎧=V Sl q d d d d ρσλλ: 线电荷密度 σ: 面电荷密度ρ: 体电荷密度∑=ii i rrq E30π41εlq p=-++=E E E ])2(1)2(1[π4220l r l r q +--=ε2220)4/(2π4l r rl q -=εlr >>3π2rpE ε =i E E E x x )(-++-=iE E)cos cos (θθ-++-=i l r l l r q 4224π4 22220+⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=εi l r ql 2/32204π4 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ε30π4r plr ε ->>解:建立坐标系O-xy任取电荷元:矢量分解:统一变量:、例6-3、求半径为R 、带电量为q 的均匀带电细圆环轴线上的电场。