電荷及其守恒定律課件人教選修

電荷及其守恒定律歡迎來到電荷及其守恒定律的探索之旅。本課程將帶你深入了解電荷的本質(zhì)、特性及其在物理世界中的重要作用。讓我們一起揭開電荷的奧秘！電荷的概念基本定義電荷是物質(zhì)的基本屬性之一，是產(chǎn)生電磁相互作用的源泉。微觀本質(zhì)電荷存在于基本粒子中，如電子和質(zhì)子。宏觀表現(xiàn)電荷的存在使物體具有吸引或排斥其他帶電物體的能力。電荷的基本性質(zhì)守恒性在孤立系統(tǒng)中，電荷總量保持不變。量子化電荷以基本電荷e為單位，呈離散分布。可傳遞性電荷可以在物體之間轉(zhuǎn)移，但總量不變。電荷的種類正電荷由質(zhì)子攜帶，具有吸引負(fù)電荷的特性。在原子核中發(fā)現(xiàn)。負(fù)電荷由電子攜帶，具有吸引正電荷的特性。在原子外層發(fā)現(xiàn)。電子荷定義電子攜帶的基本負(fù)電荷單位。數(shù)值-1.602×10^-19庫侖（C）特性是目前已知的最小獨(dú)立電荷單位。質(zhì)子荷1定義質(zhì)子攜帶的基本正電荷單位。2數(shù)值+1.602×10^-19庫侖（C），與電子荷絕對值相等。3特性構(gòu)成原子核的重要組成部分。電荷守恒定律1定律表述2孤立系統(tǒng)3電荷總量4恒定不變電荷守恒定律是物理學(xué)中的基本定律之一，對理解電磁現(xiàn)象至關(guān)重要。電荷守恒原理初始狀態(tài)系統(tǒng)總電荷量相互作用電荷重新分布最終狀態(tài)總電荷量不變引力與電力引力質(zhì)量之間的相互作用總是吸引力作用較弱電力電荷之間的相互作用可以是吸引力或排斥力作用較強(qiáng)庫侖定律公式F=k*(q1*q2)/r^2含義描述兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的靜電力大小。應(yīng)用廣泛用于電磁學(xué)和粒子物理學(xué)中。點(diǎn)電荷的電場定義點(diǎn)電荷周圍空間中的電場分布。特征電場線呈輻射狀，從正電荷指向負(fù)電荷。強(qiáng)度隨距離增加而減弱，符合反平方定律。均勻電場1定義電場強(qiáng)度在空間各點(diǎn)大小和方向都相同的電場。2特征電場線平行等間距分布。3實(shí)例兩個(gè)大平行導(dǎo)體板之間的電場近似為均勻電場。電場強(qiáng)度的表示與計(jì)算1矢量表示2數(shù)值計(jì)算3方向確定4疊加原理電場強(qiáng)度是描述電場的重要物理量，其計(jì)算涉及多個(gè)方面。電場線的概念定義用于直觀表示電場分布的假想曲線。特點(diǎn)切線方向表示電場方向，密度表示電場強(qiáng)度。電場線的性質(zhì)方向性從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷。密度電場線密度與電場強(qiáng)度成正比。不相交電場線不會(huì)相互交叉。絕緣體和導(dǎo)體中的電場絕緣體電場可以穿透，內(nèi)部可以存在穩(wěn)定電場。導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，內(nèi)部電場為零，電荷分布在表面。靜電感應(yīng)1帶電體接近中性導(dǎo)體靠近帶電體。2電荷重新分布導(dǎo)體內(nèi)部電荷發(fā)生移動(dòng)。3感應(yīng)電荷產(chǎn)生導(dǎo)體表面出現(xiàn)正負(fù)電荷分離。感應(yīng)電荷的性質(zhì)電量相等正負(fù)感應(yīng)電荷的電量大小相等。瞬時(shí)性感應(yīng)電荷的產(chǎn)生和消失幾乎是瞬時(shí)的。可分離性通過接地等方法可以分離感應(yīng)電荷。感應(yīng)電荷的應(yīng)用避雷針利用尖端放電原理保護(hù)建筑物。靜電噴涂提高涂料利用率和均勻性。靜電除塵器凈化工業(yè)廢氣和室內(nèi)空氣。電場能量1能量儲(chǔ)存2電場中3靜電勢能4可轉(zhuǎn)換形式電場能量是電荷系統(tǒng)中存儲(chǔ)的潛在能量，可以轉(zhuǎn)化為其他能量形式。電場能量密度定義單位體積內(nèi)的電場能量。公式u=1/2*ε*E^2應(yīng)用用于分析電容器和電磁場中的能量分布。電勢能定義電荷在電場中由于位置不同而具有的勢能。特點(diǎn)與電荷在電場中的位置有關(guān)，可以轉(zhuǎn)化為其他能量形式。電勢的概念定義單位正電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能。單位伏特（V），1V=1J/C意義描述電場中各點(diǎn)的電勢能狀態(tài)。電勢的計(jì)算選擇參考點(diǎn)通常選擇無窮遠(yuǎn)處為零勢能點(diǎn)。計(jì)算電場力做功將單位正電荷從參考點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。確定電勢值電勢等于單位正電荷獲得的電勢能。電位差定義兩點(diǎn)之間的電勢差。物理意義單位電荷在兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)電場力做的功。單位伏特（V）等勢面和等勢線等勢面電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。等勢線等勢面在平面上的截線。電勢和電場強(qiáng)度的關(guān)系1梯度關(guān)系2方向垂直3數(shù)量關(guān)系4計(jì)算應(yīng)用電場強(qiáng)度是電勢的梯度，兩者之間存在密切的數(shù)學(xué)關(guān)系。導(dǎo)體內(nèi)的電場1靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度為零。2電荷分布靜電平衡時(shí)，電荷只分布在導(dǎo)體表面。3等勢體導(dǎo)體內(nèi)部和表面都是等勢的。靜電屏蔽原理利用導(dǎo)體內(nèi)部電場為零的特性。法拉第籠最