高中物理选修三第一章静电场知识点21页

第一章 静电场
电荷及其守恒定律、库仑定律
要点一、电荷及电荷守恒定律
1、自然界中存在两种电荷
(1)两种电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．我们把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数
表示；把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示.
(2)自由电子和离子：金属中离原子核较远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子，失
去电子的原子便成为带正电的离子，简称正离子；得到电子的原子便成为带负电的离子，称为负离子．
(3)电荷的性质：①同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；②任何带电体都能吸引轻小物体
2、 物体带电的三种方式比较  
实验 结果 原因
摩擦起点 毛皮摩擦橡胶棒
由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦过程
中由于摩擦力做功使毛皮上的一些电子转移到橡胶棒，橡胶
棒得到电子带负电，毛皮失去电子带正电．
接触起点 带电体接触验电器
带电体接触验电器时，带电体的部分电荷转移到验电器上，
使验电器带电．
感应起点 带电体靠近验电器
当带电体靠近验电器时，由于电荷间的相互吸引或排斥，使
验电器两端带上等量异种电荷，靠近带电体的一端带异种电
荷，远离带电体的一端带同种电荷．
注意：感应起电只适用于导体，摩擦起电只适用于绝缘体．因为只有导体的电子才可以自由移动，绝缘体的电子不能自由移
动，因此，绝缘体不会发生感应起电．
3、 电荷守恒定律 
1．内容
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，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，
电荷的总量保持不变，这个结论叫做电荷守恒定律．
2．电荷守恒定律的另一种表述

一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的．
4、元电荷
（1）电荷量：电荷的多少叫做电荷量，符号：q. 单位：库仑，符号：C.
（2）元电荷: 电子所带电荷量是带电体的所带电荷量的最小单元，叫做元电荷，用 e 表示.
要点诠释：
（1）所有带电体的电荷量或者等于 e，或者等于 e 的整数倍.也就是说，电荷量是不能连续变化的物理量.
（2）元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的.通常情况元电荷 e 的值可取作：
（3）比荷：带电粒子的电荷量与质量之比称为比荷.
如电子的电荷量 e 和电子的质量 me (me=0.91×10－30 kg)之比，叫电子的比荷.
=1.76×1011 C/kg，可作为物理常量使用.
要点二、 库仑定律
  真空中两个点电荷之间的相互作用力，跟电荷量的乘积成正比，跟距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上.这种
作用力叫做静电力，也叫库仑力.
公式：
其中，q1、q2 为两个电荷的电量，r 为两个电荷中心的距离.k 为静电力恒量，它的数值由选取的单位决定，国际单位制中
k=9.0×109 N·m2/C2.
库仑定律和万有引力定律都遵从二次方反比规律，但人们至今还不能说明它们的这种相似性.
要点诠释：
  1．适用条件：真空中的点电荷．点电荷也是一个理想化的模型，是一种科学的抽象.当带电体的线度远远小于带电体之间的
距离，以致带电体的形状和大小对其相互作用力的影响可以忽略不计，这样的电荷叫点电荷.但在具体问题中，两均匀带电球体或
带电球壳之间的库仑作用力可以看成将电荷集中在球心处产生的作用力.
提醒：在利用库仑定律 计算库仑力时，从数学角度分析，若两电荷间的距离 r→0，F→∞；但在物理上是错误的，
因为当 r→∞时电荷已经失去了作为点电荷的前提条件，此时库仑定律已不再适用．
-191 6 10 Ce .= ×
111 76 10 C kg
e
e
. /
m
= ×
1 2
2
q q
F k
r
=
1 2
2
q q
F k
r
=

2．库仑力是“性质力”：库仑力也叫做静电力，是“性质力”不是“效果力”，它与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特
性，同样遵循牛顿第三定律，不要认为电荷量大的对电荷量小的电荷作用力大．在实际应用时，库仑力与其他力一样，对物体的
平衡或运动起着独立的作用，受力分析时不能漏掉．
3．库仑定律是电磁学的基本定律之一．库仑定律给出的虽然...