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第 8 章　电荷与电场 第 8 章　电荷与电场 §8.1　揭开电的神秘面纱 §8.2　库仑定律 §8.3　静电与生活 §8.4　电场 一、从闪电开始认识电荷 §8.1　揭开电的神秘面纱 自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷。我们把物体带有电荷的多少叫作电荷量，简称电量，用Q 或q 表示。通常，正电荷的电量用正数表示，负电荷的电量用负数表示。在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，简称库，符号是C。 二、怎样让物体带电 摩擦起电　实验表明，摩擦使尺子带了电。这种使物体带电的方法叫作摩擦起电。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。 原来，在摩擦过程中，一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而带负电。摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，并使带负电荷的电子从一个物体转移到另一个物体。 感应起电　实验表明，把带电的球C 移近靠在一起的金属导体A和B 时，导体A 和B 带了等量的异种电荷。 可见，把电荷移近不带电的导体可以使导体带电，这种现象叫作静电感应。利用静电感应使物体带电，叫作感应起电。 与摩擦起电一样，感应起电也不是创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开，并使电荷从同一物体的一部分转移到另一部分。 三、电荷守恒定律 摩擦起电和感应起电的实质是：电荷在物体间发生了转移。 电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从同一物体的一部分转移到另一部分。在转移的过程中，电荷的总量不变，这个结论叫作电荷守恒定律。 §8.2　库 仑 定 律 一、电荷间的相互作用 电荷间存在相互作用力。 二、库仑定律 人们发现，带电体之间的相互作用力不仅与带电体所带电量的多少有关，还与带电体的形状、大小和间距等诸多因素有关。但是，在有些情形下，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。于是，人们就把这时的带电体抽象为一个带电的几何点，并把它叫作点电荷。 两个点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律，电荷间的这种相互作用力叫作静电力或库仑力。 a）同种电荷相互作用　b）异种电荷相互作用 在国际单位制中，电量Q1 和Q2 的单位为C，距离r 的单位为m，力F 的单位为N。由实验测得k 是一个常量，叫作静电力常量，k=9.0×109 N·m2/C2。 §8.3　静电与生活 一、从闪电的功过说起 闪电就是天空中的带电云层之间或带电云层与地面之间发生的放电现象。由于云层的带电量极大，因此闪电释放的能量也十分巨大。 二、静电的应用 闪电是一种静电现象。 利用静电能吸引轻小物体这一特点，人们开发了许多应用技术，如静电复印、静电喷漆、静电植绒、静电除尘（净化空气）等。 静电复印机 用静电净化空气 静电提高洒药效果 三、静电的防止 静电的危害 运输燃油的专用汽车在装油和运输过程中，燃油与油罐摩擦、撞击而带静电，如果不及时泄放，电荷积累到一定程度，会产生火花而引起爆炸。 在空中飞行的飞机，与空气摩擦而带的电荷如果在着陆过程中没有及时泄放，当地勤人员接近机身时，人与飞机之间可能产生火花放电，甚至将人击倒。 防止静电危害的基本方法 尽快把静电引走，避免越积越多。例如，油罐车、飞机利用导体与大地接触，导走静电；在地毯中夹杂不锈钢丝导电纤维，能够及时消除静电；增大湿度，可使电荷随时放出，避免静电积累，从而消除静电危害。 §8.4　电　　场 一、电场与电场力 什么是电场　英国科学家法拉第首先发现，电荷周围存在一种叫作电场的特殊物质。电荷间的相互作用，就是借助它们自己的电场施加给对方的。 例如，电荷A 和B的相互作用是通过电场发生的：电荷A 对电荷B 的作用，实际上是电荷A 的电场对电荷B 的作用；电荷B 对电荷A 的作用，实际上是电荷B 的电场对电荷A 的作用。如图所示为这种关系。 电场对电荷有力的作用 正像放入磁场中的磁体一定会受到磁场作用一样，放入电场中的电荷会受到电场对它的力的作用，这种作用力叫作电场力。电场对处在其中的电荷有力的作用，这是电场的基本性质。 二、电场强度 假设在某电场中放入电荷，这个电荷的体积和电量都充分的小，放入之后不会影响原来要研究的电场，这样的电荷叫作检验电荷。 通过研究发现，虽然不同的检验电荷在电场中同一点所受到的电场力F 各不相同，但是对于电场中的任一确定点，检验电荷所受到的电场力与它的电荷量的比值是一恒量。在比值大的点，检验电荷所受到的电场力F 大，说明电场强；在比值小的点，检验电荷所受到的电场力F 小，说明电场弱。我们就用这个比值来表示电场的强弱。 第 8 章　电荷与电场 第 8 章　电荷与电场