A.静电现象--元电荷

1、A.A.静电现象静电现象 元电荷元电荷高二物理高二物理雷电现象雷电现象球形闪电球形闪电雅各布天梯雅各布天梯一、电荷一、电荷1 1两种电荷两种电荷硬橡胶棒硬橡胶棒与毛皮摩擦后所带的电荷为与毛皮摩擦后所带的电荷为负负电荷电荷。玻璃棒与丝绸摩擦后所带的电荷为玻璃棒与丝绸摩擦后所带的电荷为正正电荷。电荷。2 2电荷的基本性质：电荷的基本性质： 电荷与电荷之间存在相互作用力，电荷与电荷之间存在相互作用力，同种同种电荷电荷相相斥斥，异种异种电荷电荷相吸相吸。(1).(1).规定规定: :(2).(2).自自然界存在两种不同性质的电荷然界存在两种不同性质的电荷: :正正电荷电荷与与负负电荷电荷二、起电方法二

2、、起电方法(1).(1).摩擦起电摩擦起电(2).(2).感应起电感应起电(3).(3).接触起电接触起电实质实质使物体内正负电荷分开使物体内正负电荷分开实质实质电荷在物体间电荷在物体间转移转移物体带电荷的多少。物体带电荷的多少。三、元电荷、电荷守恒三、元电荷、电荷守恒 物体的带电只能是最小电荷量物体的带电只能是最小电荷量e的整数倍的整数倍, ,最最小电荷量小电荷量e就叫着就叫着元电荷元电荷。q = ne ( ( n=1,2,3 ) )1 1起电起电: : 使物体带电的过程使物体带电的过程2 2起电方法起电方法: :1 1电荷量：电荷量：2 2元电荷：元电荷：电荷的量子化：电荷的量子化：e =

3、 1.61019 C由由密立根用油滴实验密立根用油滴实验首先测定首先测定. .4 4电荷守恒定律：电荷守恒定律： 电荷既不能创造电荷既不能创造,也不能消灭，只能从一个物体转也不能消灭，只能从一个物体转移的另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部移的另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量不变。分，在转移过程中，电荷的总量不变。 电荷守恒定律适用于一切宏观和微观过程电荷守恒定律适用于一切宏观和微观过程,是物理是物理学中普遍的基本定律之一。学中普遍的基本定律之一。3 3重要常量：重要常量：四四、库仑定律、库仑定律221rqqkF 真空中两个点电荷之间相互作用真空中两

4、个点电荷之间相互作用的电力（静电力），跟它们的电荷量的的电力（静电力），跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比；此静电力力的方向沿着它们的成反比；此静电力力的方向沿着它们的连线。连线。2 2、公式：、公式：真空中的真空中的点电荷点电荷；电荷分布均匀的带电球体电荷分布均匀的带电球体。k=9.0109Nm2/C2电荷电荷C, ,力力N, ,距离距离m. .1 1、内容：、内容：( (1).).静电力常量：静电力常量：( (2).).选用单位：选用单位：3 3、适用条件：、适用条件：( (3) ).1c=10-6C(2).(2).当一个点电荷受到多

5、个点电荷的作用，可以根据力当一个点电荷受到多个点电荷的作用，可以根据力的独立作用原理进行力的合成分解并进行矢量运算的独立作用原理进行力的合成分解并进行矢量运算 4 4、库仑定律注意事项库仑定律注意事项(1).(1).点电荷的电性有正负之分，但在计算静电力的大小点电荷的电性有正负之分，但在计算静电力的大小时，可带时，可带电量的绝对值电量的绝对值进行计算根据电荷之间的电进行计算根据电荷之间的电荷异同来判断是吸引力还是斥力荷异同来判断是吸引力还是斥力 5 5、认识、认识点电荷点电荷 (1).(1).如果带电体本身的如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离线度远小于它们之间的距离带带电体本身的大小，对

6、我们所讨论的问题影响甚小，相对电体本身的大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。来说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。(2).(2).点电荷点电荷是是一个一个理想化的理想化的物理物理模型模型。(3).(3).点电荷本身的点电荷本身的线度不一定很小线度不一定很小，它所带的，它所带的电量也可电量也可以很大以很大。点电荷这个概念与力学中的。点电荷这个概念与力学中的“质点质点”类似。类似。五、产生静电的设备五、产生静电的设备1.1.感应起电机感应起电机 2.2.超高压电源超高压电源 3.3.范德格拉夫起电机范德格拉夫起电机 无论是哪种方法产生静电无论是哪

7、种方法产生静电,它们有一个共同点：电它们有一个共同点：电压非常高压非常高,一般从几千伏到几十万伏，但所带电量不一一般从几千伏到几十万伏，但所带电量不一定很大。定很大。 六、测量静电的常用仪器六、测量静电的常用仪器 1 1、验电器、验电器 根据指针是否转动或所转角度可以判断物体是否根据指针是否转动或所转角度可以判断物体是否带电以及所带电量的相对大小，它不能直接判断带电带电以及所带电量的相对大小，它不能直接判断带电性性 +2 2、电荷量表、电荷量表 可测量带电体所带电荷的正负电性及电荷量多少可测量带电体所带电荷的正负电性及电荷量多少 . .3 3、静电电压表、静电电压表 可测量带电体电压数值可测量

8、带电体电压数值. . 例例1.1.对元电荷的理解对元电荷的理解, ,正确的是（正确的是（ ）A. 元电荷就是电子元电荷就是电子B. 元电荷就是质子元电荷就是质子C. 元电荷表示跟电子电量数值相等的电荷元电荷表示跟电子电量数值相等的电荷D. 物体所带电量只能是元电荷的整数倍物体所带电量只能是元电荷的整数倍CD例例2.2.关于点电荷的下列说法中正确的是（关于点电荷的下列说法中正确的是（ ）A. 真正的点电荷是不存在的真正的点电荷是不存在的B. 点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型C. 足够小的电荷就是点电荷足够小的电荷就是点电荷D. 一个带电体能否看成点电荷一个带电体能否看成点电荷, ,不是看

9、它的尺寸大小不是看它的尺寸大小, , 而而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计不计. .ABD) )( () )( (N0.02251100.5109.0rQQkF269221 2例例3.3.如图，如图，A、B两个相同的小球，半径为两个相同的小球，半径为r=2cm，球，球心相距心相距d=10cm，QA=210-6C，QB=-10-6C。他们之。他们之间的库仑力间的库仑力F？如若？如若d=100cm，F=？若把两球接触后若把两球接触后再放至再放至100cm的地方，的地方，F=？BAQ1Q2示意图示意图r解：解：) )( (N0.

10、018110102109.0rQQkF2669221 ) )( (N1.8(0.1)10102109.0rQQkF2669221 例例4.4.三个相同的金属小球三个相同的金属小球a、b和和c, ,原来原来c不带电不带电, ,而而a和和b带等量异种电荷带等量异种电荷, ,相隔一定距离放置，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力之间的静电力为为F. .现将现将c球分别与球分别与a、b接触后拿开接触后拿开, ,则则a、b之间的静电之间的静电力将变为（力将变为（ ） AF/2 BF/4 CF/8 D3F/8baQQ示意图示意图r解：解：FFQ/2Q/4F81rQk81rQ41Q21kFrQkrQQkF2

11、22222BA C例例5.5.如图所示如图所示, ,真空中两个相同的小球带有等量同种电荷真空中两个相同的小球带有等量同种电荷, , 质量均为质量均为0.1g. .分别分别 用用10cm长的绝缘细线悬挂于绝缘天花长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一点板的同一点, ,当平衡时当平衡时B球偏离竖直方向球偏离竖直方向600 0, ,A球竖直悬挂球竖直悬挂且与墙壁接触且与墙壁接触. . 求：求： (1) (1) 每个小球的带电量每个小球的带电量; ; (2) (2) 墙壁受到的压力墙壁受到的压力; ; (3) (3) 每条细线的拉力每条细线的拉力解：解：TBFmg(1).(1).F = mg(c)1031109100.00010.1kmgkmg QkF492 lll22QQ2例例5.5.如图所示如图所示, ,真空中两个相同的小球带有等量同种电荷真空中两个相同的小球带有等量同种电荷, , 质量均为质量均为0.1g. .分别分别 用用10cm长的绝缘细线悬挂于绝缘天花长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一点板的同一点, ,当平衡时当平衡时B球偏离竖直方向球偏离竖直方向600 0, ,A球竖直悬挂球竖直悬挂且与墙壁接触且与墙壁接