今天开始为大家总结选修3-1的知识点。
选修3-1可以大体分为 静电场、恒流场、磁场 三个部分,所以也是按照这三个部分进行总结的
今天是 静电场 部分,主要介绍库伦定律和静电场概念。
电荷及其守恒定律
1. 定义:物体有了吸引轻小物体的性质,就说物体带了电或有了电荷。
2. 两种电荷
自然界中的电荷有2种,即正电荷和负电荷。如:丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷;用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷。同种电荷相斥,异种电荷相吸。
3. 起电方法
摩擦起电、接触起电、感应起电
(1)摩擦起电:两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同.两种物体相互摩擦时,束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电,束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电.(正负电荷的分开与转移)
(2)接触起电:带电物体由于缺少(或多余)电子,当带电体与不带电的物体接触时,就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子),从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电).(电荷从物体的一部分转移到另一部分)
(3)感应起电:当带电体靠近导体时,导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动.(电荷从一个物体转移到另一个物体)
三种起电的方式不同,但实质都是发生电子的转移,使多余电子的物体(部分)带负电,使缺少电子的物体(部分)带正电.在电子转移的过程中,电荷的总量保持不变。
电荷守恒定律
1. 电荷量定义:电荷的多少。
在国际单位制中,它的单位是库仑,符号是C。
2. 元电荷:电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10-19C,所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。
3. 比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4. 电荷守恒定律
表述1:电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或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。
表述2:在一个与外界没有电荷交换的系统内,正、负电荷的代数和保持不变。
库仑定律
1. 点电荷:当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多,这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况,把它抽象成一个几何点。这样的带电体就叫做点电荷。点电荷是一种理想化的物理模型。
2. 带电体看做点电荷的条件:
①两带电体间的距离远大于它们大小;
②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3. 影响电荷间相互作用的因素:
①距离;②电量;③带电体的形状和大小
库仑定律定义:
在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(静电力常量—k=9.0×109N·m2/C2)
注意:
1. 定律成立条件:真空、点电荷
2. 静电力常量——k=9.0×109N·m2/C2(库仑扭秤)
3. 计算库仑力时,电荷只代入绝对值
4. 方向在它们的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸
5. 两个电荷间的库仑力是一对相互作用力
库仑扭秤实验、控制变量法
电场强度
电场:电荷(带电体)周围存在着的一种物质。
电场看不见又摸不着,但却是客观存在的一种特殊物质形态。
其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用,这种力就叫电场力。
电场的检验方法:把一个带电体放入其中,看是否受到力的作用。
试探电荷:用来检验电场性质的电荷。其电量很小(不影响原电场);体积很小(可以当作质点)的电荷,也称点电荷。
二、电场强度
电场强度:放入电场中某点的电荷受到的电场力与它所带电荷量的比值,叫做这一点的电场强度,简称场强。
定义式:
(国际单位:N/C)
电场强度是矢量。规定:正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。即如果Q是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q;如果Q是负电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。(“离+Q而去,向-Q而来”)
电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量,反映电场中某一点的电场性质,其大小表示电场的强弱,由产生电场的场源电荷和点的位置决定,与检验电荷无关。数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。
注意:场强是电场固有属性,不能说与电荷成反比与电场力成正比。(类似于密度,属于固有属性,不随着物体体积增大而减小,也不随着物体质量增加而增大)
1V/m=1N/C
电场的叠加
在几个点电荷共同形成的电场中,某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理。
电场线
电场线定义:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,曲线上某点的切线方向表示场强的方向。
电场线的特征
(1)电场线密的地方场强强,电场线疏的地方场强弱。
(2)静电场的电场线起于正电荷止于负电荷,孤立的正电荷(或负电荷)的电场线止无穷远处点。
(3)电场线不会相交,也不会相切。
(4)电场线是假想的,实际电场中并不存在。
(5)电场线不是闭合曲线,且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系。
注意:电场线记住两点:疏密表达小,切线表方向
几种典型电场的电场线
(1)正、负点电荷的电场中电场线的分布
光芒万丈型 万箭穿心型
特点:
①离点电荷越近,电场线越密,场强越大。
②e以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向不同。
(2)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
特点:
①沿点电荷的连线,场强先变小后变大。
②e两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(中垂线)垂直。
③在中垂面(中垂线)上,与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。
(3)等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况
特点:
①两点电荷连线中点O处场强为0。
②两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏,但场强并不为0。
③两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏。
(4)匀强电场
特点:
①匀强电场是大小和方向都相同的电场,故匀强电场的电场线是平行等距同向的直线。
②e电场线的疏密反映场强大小,电场方向与电场线平行。
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文章来源:高中物理
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