方立明 1 物理选修3-1 知识总结物理选修3-1 知识总结 第一章 第 1 节 电荷及其守恒定律第一章 第 1 节 电荷及其守恒定律 一、起电方法的实验探究一、起电方法的实验探究 1.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。1.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 （相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗？）不一定，除了带异种电荷的物体相 互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电 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 （相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗？）不一定，除了带异种电荷的物体相 互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电 3起电的方法3起电的方法 使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电 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，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， 1 1 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） 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） 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 2 2 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） 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） 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 3 3 动 （电荷从一个物体转移到另一个物体）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 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 二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律 1、电荷量：电荷的多少。在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是 C.1、电荷量：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 1.6102、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值 1.61019 19C，所有带电体的电荷量等于 e 或 e 的整数倍。 （元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提示：不是，元电荷是一个 抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量另外任何带电体所带电荷 量是 1.61019C 的整数倍 ） C，所有带电体的电荷量等于 e 或 e 的整数倍。 （元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提示：不是，元电荷是一个 抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量另外任何带电体所带电荷 量是 1.61019C 的整数倍 ） 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。 4、电荷守恒定律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 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。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。 例 ： 有两个完全相同的带电绝缘金属小球 A、 B， 分别带电荷量为 QA6.4109 C， QB 3.2109 C，让两个绝缘小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？ 例 ： 有两个完全相同的带电绝缘金属小球 A、 B， 分别带电荷量为 QA6.4109 C， QB 3.2109 C，让两个绝缘小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？ 【思路点拨】当两个完全相同的金属球接触后，根据对称性，两个球一定带等量的电 荷量若两个球原先带同种电荷，电荷量相加后均分；若两个球原先带异种电荷，则电 荷先中和再均分 【思路点拨】当两个完全相同的金属球接触后，根据对称性，两个球一定带等量的电 荷量若两个球原先带同种电荷，电荷量相加后均分；若两个球原先带异种电荷，则电 荷先中和再均分 方立明 2 第一章 第 2 节 库仑定律第一章 第 2 节 库仑定律 一、电荷间的相互作用一、电荷间的相互作用 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。VS 质点 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。VS 质点 2、带电体看做点电荷的条件：2、带电体看做点电荷的条件： 两带电体间的距离远大于它们大小；两带电体间的距离远大于它们大小； 两个电荷均匀分布的绝缘小球。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 ： 距离 电量 带电体的 形状和大小 3、影响电荷间相互作用的因素 ： 距离 电量 带电体的 形状和大小 二、库仑定律：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。 二、库仑定律：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=9.0109Nm2/C2）（静电力常量k=9.0109Nm2/C2） r QQ kF 注意 1.定律成立条件：真空、点电荷注意 1.定律成立条件：真空、点电荷 2.静电力常量k=9.0109Nm2/C2（库仑扭秤）2.静电力常量k=9.0109Nm2/C2（库仑扭秤） 3.计算库仑力时，电荷只代入绝对值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、控制变量法库仑扭秤实验、控制变量法 方立明 3 例题：两个带电量分别为+3Q 和-Q 的点电荷分别固定在相距为 2L 的 A、B 两点，现 在 AB 连线的中点 O 放一个带电量为+q 的点电荷。求 q 所受的库仑力。 例题：两个带电量分别为+3Q 和-Q 的点电荷分别固定在相距为 2L 的 A、B 两点，现 在 AB 连线的中点 O 放一个带电量为+q 的点电荷。求 q 所受的库仑力。 第一章 第 3 节 电场强度第一章 第 3 节 电场强度 一、电场电荷间的相互作用是通过电场发生的一、电场电荷间的相互作用是通过电场发生的 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 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。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。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。 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、电场强度二、电场强度 1、场源电荷1、场源电荷 2、电场强度2、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。 国际单位：N/C 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。 国际单位：N/C q F E 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。 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。 方立明 4 1V/m=1N/C1V/m=1N/C 三、点电荷的场强公式三、点电荷的场强公式 2 r Q k q F E 四、电场的叠加四、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。 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。 五、电场线五、电场线 1、电场线：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。 1、电场线：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。 2、电场线的特征2、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 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 3、几种典型电场的电场线3、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1）正、负点电荷的电场中电场线的分布 特点：a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大特点：a