物理真空中静电场1.pptVIP

二 库仑定律发展过程 1733年，杜非发现同性电会相互排斥，异性电会相互吸引。 1767年，普利斯莱由实验现象，在带电的导体空腔内，电荷在任一位置所受的静电力均为零，与万有引力之间的情形类似，因而推测电荷间的作用力也应遵守平方反比定律。 1771年，英国物理学家卡文迪许利用实验方法，间接证明了电荷间作用力的平方反比关系。 1785年，库仑直接从扭秤实验中提出库仑定律 需要解决的问题 F=F(q1,q2,r) 电量的描述 电荷转移性质+ 电荷转移过程中守恒性质 对称性方法：两个全同导电体接触 ………………………………………………… q→q/2→q/4→q/8→q/2n ………………………………………………… 实现方法： 受测体：小体积，小电量（减小重分布） 作用体：小电量小体积，大距离 实验结果分析： 大量的实验数据表明电摆与重力摆结果相类似 实验结果结论：F~1/r 2+? 问题： ?=? 库仑定律和叠加原理相配合,原则上可以求解静电学中的全部问题。 综上所述，我们首先抽象出点电荷模型，从特殊开始，由实验找到点电荷之间的相互作用规律——库仑定律，然后又由实验找到叠加原理，解决了任意带电体之间静电力作用的问题。从特殊到一般，这是常用的一种研究问题的方法。 今后说到一个物理规律可由实验证明时，可能是直接实验，也可能是指间接实验（是指由这一看法推出的各种结论与实验事实相符，这是物理学中的一个重要方法） 对元电荷的理解，正确的是（??? ） A．元电荷就是电子 B．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 D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍 如图，A、B两个相同的小球，半径为r=2cm，球心相距d=10cm，QA=2×10-6C， QB=-10-6C。他们之间的库仑力F？ 两个点电荷QA=+4Q，QB=+Q，均固定，他们相距r，若一电荷q放于何处才能平衡？ 若改为QA=+4Q，QB=－Q，均可以自由运动，他们相距r，若一电荷q放于何处才能平衡？且q的带电量为多少？ 作业：习题册p72 1 例2 三个点电荷所带的电荷量分别为 各电荷间的距离如图。求作用在 上合力的大小和方向 库仑定律算出的作用力是不小的,在距离一定时,它与带电体所带电荷量相关。 例如两个各带电荷量为1C的带电体, 相距1m时, 作用力达9.0×109 N,然而,通常在实验室里,利用摩擦起电使物体能获得的电荷量的数量级只是10-6C, 相距1m时的静电力约10-2 N,这就是说,实际上我们利用通常的起电方法不可能使一个有限大(例如半径为1m的球体)的物体的带电量达到1C,因为早在电荷量聚集到此值前,周围的绝缘体已被击穿,物体上的电荷早已漏掉。所以通常遇到的静电力还是很小的,只能吸引轻微的物品。 思考下面解法对吗？ 如若d=100cm，F=？ 若把两球接触后再放至100cm的地方，F=？ r-x x 4Q Q 解：要求第三个点电荷所受的合力为零，只可能放在两个电荷的连线中间，设它与A为x 舍去xr的解，得 若改为QA=+4Q，QB=－Q，均固定，他们相距r，若一电荷q放于何处才能平衡？ r x 4Q -Q 解：要求第三个点电荷所受的合力为零，只可能放在两个电荷的右侧，设它距B为x 一、电性力作用机制 历史上曾经有两种观点。 一种观点认为电荷之间的相互作用力是通过充满在空间的弹性媒体“以太”来实现力的传递的，这种观点叫做“近距作用”； 另一种观点则认为它们不需要任何媒体，也不需要时间，能够由一个物体立即作用到另一个物体上，这种观点叫做“超距作用”。 电磁力的传递需要时间，同时，所谓的“以太”也是不存在的。其相互作用是通过特殊物质场来实现的。 电 场 电 荷1 电 荷2 产生 作用 作用 产生 任何电荷都在其周围空间激发电场，而电场的基本特征是对处在其中的任何电荷都有作用力。 二 电场 电场对外表现: (1) 电场中的任何带电体都有将受到电场所作用的力;电场能使电场中的导体产生静电感应现象,使电场中的电介质产生极化现象; (2) 当带电体在电场中移动时,电场所作用的力将对带电体作功,这表示电场具有能量。 理论和大量实验证明场的观点是正确的。 物 质 实物 场 电磁场是物质存在的一种形态,它分布在一定范围的空间里,并和一切物质一样,具有能量、动量、质量等属性。 静电场: 静止电荷周围存在的电场 电场力：电场对处在其中的其他电荷的作用力 静电力：静电场对电荷的作用力 电场强度 为了测定空间电场的存在和性质，可以在空间引入一个电荷，根据该电荷的受力大小和方向来判定电场的存在