电荷的相互作用电场.ppt
电荷的相互作用电场现在学习的是第1页，共20页(2)库仑扭秤实验：库仑扭秤实验：查利查利奥古斯丁奥古斯丁库仑库仑 现在学习的是第2页，共20页（3）真空中点电荷库仑定律）真空中点电荷库仑定律 库仑定律：库仑定律：真空中的两个点电荷间的相互作用真空中的两个点电荷间的相互作用力跟两电荷的电荷量的乘积成正比，跟两个电荷力跟两电荷的电荷量的乘积成正比，跟两个电荷间的距离的平方成反比。间的距离的平方成反比。其中K为静电力恒量，K=9109 Nm2/c2 条件：条件：真空、点电荷、相对静止（或一个静止真空、点电荷、相对静止（或一个静止另一个绕其做圆周运动）另一个绕其做圆周运动）1785 1785年年,库仑揭示了真空中两个点电荷之间的相互作用力与二点电荷所带的电量及它们的距离的库仑揭示了真空中两个点电荷之间的相互作用力与二点电荷所带的电量及它们的距离的定量的关系定量的关系,这就是电学中的库仑定律。这是电学发展史上第一个定量规律这就是电学中的库仑定律。这是电学发展史上第一个定量规律,它使电学的研究从定性进它使电学的研究从定性进入定量阶段入定量阶段,是电学史上的一块重要里程碑。是电学史上的一块重要里程碑。现在学习的是第3页，共20页（4）库仑定律的应用：）库仑定律的应用：例例1 1 两个点电荷两个点电荷q q1 1=1C=1C、q q2 2=1C=1C相距相距r=1mr=1m，且，且静止于真空中，求它们间的相互作用力。静止于真空中，求它们间的相互作用力。k的物理意义：k在数值上等于两个1C的点电荷在真空中相距1m时的相互作用力。现在学习的是第4页，共20页例例2 2 真空中有真空中有A A、B B两个点电荷，相距两个点电荷，相距1010厘米，厘米，B B的带电量是的带电量是A A的的5 5倍。如果倍。如果A A电荷受到的静电力电荷受到的静电力是是10104 4N N，那么，那么B B电荷受到的静电力应是下列答电荷受到的静电力应是下列答案中的哪个？案中的哪个？A A510510-4-4N BN B0.2100.210-4-4N NC C1101104 4N N D D0.1100.110-4-4N N答案：C 现在学习的是第5页，共20页例例3 3 两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q q1 1=2C=2C正电荷，正电荷，q q2 2=4C=4C负电荷，在真空中相距为负电荷，在真空中相距为r r且静止，相互且静止，相互作用的静电力为作用的静电力为F F。（1 1）今将）今将q q1 1、q q2 2、r r都加倍，相互作用力如何变？都加倍，相互作用力如何变？（2 2）只改变两电荷电性，相互作用力如何变？）只改变两电荷电性，相互作用力如何变？（3 3）只将）只将r r增大增大4 4倍，相互作用力如何变？倍，相互作用力如何变？（4 4）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？力如何变？（5 5）接上题，为使接触后，静电力大小不变）接上题，为使接触后，静电力大小不变,应如何应如何放置两球？放置两球？答答:（1）作用力不变。）作用力不变。（2）作用力不变。）作用力不变。（3）作用力变为）作用力变为F/25，方向不变。，方向不变。（4）作用力大小变为）作用力大小变为F/8。现在学习的是第6页，共20页例例4 两个正电荷两个正电荷q1与与q2电量都是电量都是3C，静止于真空中，相，静止于真空中，相距距r=2m。（1）在它们的连线）在它们的连线AB的中点的中点O放入正电荷放入正电荷Q，求，求Q受的受的静电力。静电力。（2）在）在O点放入负电荷点放入负电荷Q，求，求Q受的静电力。受的静电力。（3）在连线上）在连线上A点的左侧点的左侧C点放上负点电荷点放上负点电荷q3，q3=1C且且AC=1m，求，求q3所受静电力。所受静电力。答答:（1）0 （2）0 （3）3 1010 N现在学习的是第7页，共20页例例5 5、真空中有甲、乙两个点电荷，相距为、真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r r，它们间的静电力为，它们间的静电力为F F。若甲的电量变。若甲的电量变为原来的为原来的2 2倍，乙的电量变为原来的倍，乙的电量变为原来的1/31/3，距离变为，距离变为2 2r r，则它们之间的静电力变，则它们之间的静电力变为（为（）A.A.3A.A.3F F/8/8B.B.F F/6/6 C.8 C.8F F/3/3D.2D.2F F/3/3 答案：B 现在学习的是第8页，共20页例例6 6、如图所示，等边三角形、如图所示，等边三角形ABCABC，边长为，边长为L L，在顶点在顶点A A、B B处有等量异性点电荷处有等量异性点电荷Q QA A,Q,QB B,Q QA A=+Q,Q=+Q,QB B=-Q=-Q，求在顶点，求在顶点C C 处的点电荷处的点电荷 Q QC C=+Q=+Q 所受的静电力。所受的静电力。答案：答案：F=KQ2/L2,方向水平向右方向水平向右 现在学习的是第9页，共20页例例7 7、如图所示，把质量、如图所示，把质量为为0.20.2克的带电小球克的带电小球A A用用丝线吊起，若将带电量丝线吊起，若将带电量为为410410-8-8C C的小球的小球B B靠近它，靠近它，当两小球在同一高度时且相距当两小球在同一高度时且相距3cm3cm，丝线与坚直方向夹角为丝线与坚直方向夹角为4545,此时此时小球小球B B受到库仑力受到库仑力F F=_=_。小球小球A A带的电量带的电量q qA A=_=_。B答答:（1）210-3 N （2）5 10-9 C现在学习的是第10页，共20页例例8 8、相距为、相距为L L的点电荷的点电荷A A、B B的带电量分为的带电量分为+4+4Q Q 和和-Q Q，要引进第三个点电荷，要引进第三个点电荷C C，使三个点电荷在，使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C C 电荷电荷的电量和放置的位置？的电量和放置的位置？答:q=4Q，B的右则x=L AB+4Q-QX现在学习的是第11页，共20页B、电荷的相互作用、电荷的相互作用 电场电场 (2)电场强度电场强度一一.电场的一般认识电场的一般认识:n 存在于电荷周围的一种物质形式存在于电荷周围的一种物质形式.n 电荷间相互作用的媒介电荷间相互作用的媒介.n具有力和能的基本属性具有力和能的基本属性.电荷电荷电场电场现在学习的是第12页，共20页1.1.两个基本概念两个基本概念:场源电荷：产生电场的电荷。场源电荷：产生电场的电荷。检验电荷：放在我们所研究的电场中，用检验电荷：放在我们所研究的电场中，用来检验该电场的性质的电荷。来检验该电场的性质的电荷。检验电荷必须具备的条件：检验电荷必须具备的条件：（1 1）点电荷；（）点电荷；（2 2）电量足够小。）电量足够小。二、电场强度二、电场强度现在学习的是第13页，共20页2 2、电场强度、电场强度（1 1）意义意义:电场强度是描述电场力的性质的物理量电场强度是描述电场力的性质的物理量,表示电场中某点（位置）电场的强弱。表示电场中某点（位置）电场的强弱。（2 2）定义）定义:单位电量的点电荷所受到的电场力单位电量的点电荷所受到的电场力.即即:单位单位 ：国际单位制中，电场强度的单位是：国际单位制中，电场强度的单位是N/CN/C。现在学习的是第14页，共20页（3 3）注意）注意:电场强度是矢量电场强度是矢量,其其方向规定为该处方向规定为该处(点点)正正电荷所受力的方向电荷所受力的方向.电场中某处的场强大小是客观存在的，与该处有电场中某处的场强大小是客观存在的，与该处有没有检验电荷或检验电荷电量的多少、正负及有无没有检验电荷或检验电荷电量的多少、正负及有无都没关系都没关系.如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就相互叠加，形成合电场；某点的场强等于各点相互叠加，形成合电场；某点的场强等于各点电荷在该点产生的场强的矢量和。电荷在该点产生的场强的矢量和。现在学习的是第15页，共20页（4 4）点点电荷场强公式电荷场强公式 电场强度电场强度大小大小的表达式：的表达式：E EkQ/rkQ/r2 2 方向：方向：如果如果Q Q为正电荷，则为正电荷，则E E的方向是沿的方向是沿Q Q和和P P点的连线背向点的连线背向Q Q；如果；如果Q Q为负电荷，则为负电荷，则E E的方向的方向是沿是沿Q Q和和P P点的连线而指向点的连线而指向Q Q。应该注意：应该注意：E EF/qF/q是电场强度的定义式，对任何电场都适是电场强度的定义式，对任何电场都适用用;而而E EkQ/rkQ/r2 2是点电荷在真空中各点电场强度的计算式，是点电荷在真空中各点电场强度的计算式，只适用于点电荷在真空中的电场，在计算时，只适用于点电荷在真空中的电场，在计算时，F F、q q、Q Q都都用绝对值代入，不要放入正、负号。用绝对值代入，不要放入正、负号。现在学习的是第16页，共20页例例1 场电荷场电荷Q=2104C，是正点电荷；检验，是正点电荷；检验电荷电荷q=2105C，是负电荷，它们相距，是负电荷，它们相距r=2m而静止且都在真空中，如图所示。求：而静止且都在真空中，如图所示。求：（1）q受的电场力。受的电场力。（2）q所在的所在的B点的场强点的场强EB。（3）只将）只将q换为换为q=4105C的正点电荷，的正点电荷，再求再求q受力及受力及B点的场强。点的场强。（4）将受力电荷拿去后再求）将受力电荷拿去后再求B点场强。点场强。举例举例（1）9N沿沿AB连线指向连线指向A;（2）4.5 105N/C由由A指向指向B;（3）18N A向向B、4.5 105N/C由由A指向指向B；（；（4）场强不变）场强不变 现在学习的是第17页，共20页例例2 如图所示，点电荷如图所示，点电荷q与与9q静止于真空静止于真空中，相距中，相距r，它们均为正电荷，求：，它们均为正电荷，求：（1）连线中点）连线中点A的场强的场强EA；（2）求场强为）求场强为0的点位置。的点位置。举例举例（2）E=0的点在q与9q之间，距q为r/4。(1)现在学习的是第18页，共20页现在学习的是第19页，共20页B（2）、电场的描述）、电场的描述（2 2）电场线的特点：）电场线的特点：1 1、有方向的曲线、有方向的曲线 ；2 2、不封闭有头有尾的曲线、不封闭有头有尾的曲线 ；3 3、正（负）电荷所受电场力方向；、正（负）电荷所受电场力方向；4 4、电场线的疏密表示电场的强弱；、电场线的疏密表示电场的强弱；5 5、电场线在空间不相交；、电场线在空间不相交；6 6、人为曲线，真实中不存在。、人为曲线，真实中不存在。现在学习的是第20页，共20页
