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课件网) 物 理 第5章 电场、磁场与电磁感应 5.1 电荷与电场 5.4 磁场对电流的作用 5.2 电势能、电势与电势差 5.3 磁场 5.5 电磁感应 5.6 自感与互感 5.1 电荷与电场 指经过摩擦的许多物体都能够吸引轻小物体,我们就说这个物体带了电.摩擦起电是电荷由一个物体转移到另一个物体的过程.自然界存在两种性质不同的电荷,即正电荷和负电荷. 电荷最基本的性质是同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。 电荷的多少叫做电荷量,简称电量,常用 Q 或 q 来表示.电量的国际制单位是库伦,符号为C.正电荷的电量为正值,负电荷的电量为负值. 1.元电荷 迄今为止,科学实验发现的最小电荷量就是电子和质子所带的电荷量.我们把这个最小的电荷叫做元电荷,用 e 来表示. 5.1.1 电荷 2.点电荷 在实际问题中,若带电体间的距离比它们的自身大小大得多,以至于它们的形状、大小可以忽略不计时,就可以把它们看作是一个几何点,这样的带电体就是点电荷. 1.电场 电荷周围存在着电场.电场是一种客观存在的,看不见、摸不着的特殊物质.电场对处在其中的电荷有力的作用,这种力叫做电场力. 2.电场强度 为了描述电场的强弱和方向,我们引入了电场强度的概念:放入电场中某点的检验电荷受到的电场力 F 与其电荷量 q 的比值叫做该点的电场强度,简称场强.用 E 来表示电场强度,则有 电场强度是描绘电场的基本物理量,是矢量.电场中某点的电场强度与正电荷在该点所受的电场力的方向相同,其单位是N/C. 5.1.2 电场 【例题1】 在电场中放入电荷量为 C的电荷,受到的电场力为 ,这一点的电场强度是多少?若改用电荷量为 的检验电荷放入该点,则其受到的电场力是多少? 解:由电场强度的定义得该点场强为 在该点放入新电荷受到的电场力为 分析:电场强度是电场本身的性质,与放入其中的电荷无关,因此,重新放入电荷后,该点的场强不变,根据场强的公式即可求得电场力. 3.电场线 为了形象地描述电场在空间的分布,英国物理学家法拉第提出了用电场线表示电场的方法,即在电场中人为地画出一些有方向的曲线,曲线上任一点的切线方向就表示该点的场强方向,这些线就叫做电场线. 电场线的疏密程度与该处场强大小成正比;它始于正电荷(或无限远处),终于负电荷(或无限远处),不闭合,不相交. 4.匀强电场 在电场的某一区域内,如果各点的电场强度大小和方向都相同,这个区域的电场就叫做匀强电场. 5.2 电势能、电势与电势差 1.电势能 我们把电场中的电荷由于受到电场力的作用而具有的能量叫做电势能,用 Ep 表示. 2.电势 人们为了能够直观地比较电荷在电场中电势能的大小,把放在电场中某一点的电荷所具有的电势能 Ep 与电荷量 q 的比值叫做这一点的电势.电势一般用 V 来表示,即 电势是标量,它的国际制单位为伏,写作V. 5.2.1 概述 3.电势差 电场中任意两点的电势之差,叫做这两点的电势差,也就是直流电路的电压,用符号 U 表示.若 A,B 两点的电势分别为 VA,VB,则这两点之间的电势差为 电势差也是标量,其国际制单位也是伏,写作 V. 分析:选取不同的零电势点,不同点的电势改变,但是其电势差并不改变,因此可根据新的零电势点和两点间的电势差求出3点的电势. 【例题2】 如图所示,在匀强电场中,有A,B,C,D 4个点,设D 点为零电势点,则 A,B,C 3点的电势分别为30 V,20 V,10 V,则 (1)B,C 两点间的电势差是多少? (2)选取 A 点为零电势点,B,C,D 3点的电势分别是多少? (3)选取 A 点为零电势点,则 B,C 两点间的电势差是多少? 解: (1)B,C 两点间的电势差 (2) (3) 在匀强电场中,沿电场强度方向的两点间的电势差等于电场强度与这两点 ... ...