第1节 电场力的性质
一、点电荷 电荷守恒定律 库仑定律
1.点电荷 元电荷
(1)点电荷:当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响可以忽略不计时,可以将带电体视为点电荷。点电荷是一种理想化模型。
(2)元电荷:把最小的电荷量叫做元电荷,用e表示,e=1.60×10-19 C。所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。
2.电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不能创生,也不能消失,只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。
(2)物体的带电方式:电子转移,电荷重新分配,遵循电荷守恒定律。
(3)电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的导体,接触后再分开,二者带相同电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分。
3.库仑定律
(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比。作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:F=k,式中k=9.0×109 N·m2/C2,叫静电力常量。
(3)适用条件:真空中静止的点电荷。
二、静电场 电场强度 电场线
1.静电场
(1)定义:静电场是客观存在于电荷周围的一种物质。
(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度
(1)定义式:E=,是矢量,单位:N/C或V/m。
(2)点电荷的场强:E=。
(3)方向:规定正电荷在电场中某点受电场力的方向为该点的电场强度方向。
3.电场线
(1)电场线的特点。
①电场线从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远处,或来自于无穷远处,终止于负电荷。
②电场线在电场中不相交。
③在同一电场中,电场线越密的地方场强越大。
④电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向。
⑤沿电场线方向电势逐渐降低。
⑥电场线和等势面在相交处互相垂直。
(2)几种典型电场的电场线。
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)电场强度反映了电场力的性质,所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。 (×)
(2)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。 (√)
(3)真空中点电荷的电场强度表达式E=中,Q就是产生电场的点电荷。 (√)
(4)在点电荷产生的电场中,以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。 (×)
(5)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。 (×)
(6)英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。 (√)