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第一章? 静电场 §1.静电的基本现象和基本规律 1.1 两种电荷 几个概念 带电体：带电的物体 起电：使物体带电 摩擦起电：用摩擦方法使物体带电 生活中摩擦起电的例子 测量电量的仪器——验电器和静电计 结构 正负电荷的区分 正电荷：用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷 负电荷：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷，它们的数量分别用正数和负数来表示。 说明：这种命名法历史上是由夫兰克林首先提出来的，国际上一直沿用到今天。 中和：正、负电荷互相完全抵消的状态。 摩擦起电的一个重要特点：相互摩擦的两个物体总是同时带电的，而且所带的电荷等量异号。 1.2 静电感应 电荷守恒定律 静电感应 结论 起电过程是电荷从一个物体(或物体的一部分)转移到另一物体(或同一物体的另—部分)的过程。 电荷守恒定律 电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们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，也就是说，在任何物理过程中，电荷的代数和是守恒的。 1.3导体、绝缘体和半导体 导体 电荷能够从产生的地方迅速转移或传导到其它部分的那种物体 如：金属、石墨、电解液(酸、碱、盐类的水溶液)、人体、地、电离了的气体等。 绝缘体 电荷几乎只能停留在产生的地方的那种物体。 如：玻璃、橡胶、丝绸、琥珀、松香、硫磺、瓷器、油类、未电离的气体等。 说明：这种分类不是绝对的，导体和绝缘体之间并没有严格的界限。在一定的条件下，物体转移或传导电荷的能力(称为导电能力)将发生变化。 半导体——导电能力介于导体和绝缘体之间，而且对温度、光照、杂质、压力、电磁场等外加条件极为敏感。 1.4物质的电结构 物质的组成 从物质的电结构看物质是否带电 从物质的电结构分析摩擦起电的原因 金属导电的机制 自由电荷和束缚电荷 自由电荷 可以自由移动的电荷 不同类型的导体中的自由电荷 金属——自由电子 电解液——正、负离子 电离的气体——正、负离子 束缚电荷 只能在一个原子或分子的范围内作微小的位移的电荷 半导体中导电的粒子(叫做载流子)，除了带负电的电子，还有带正电的“空穴”。 N型半导体与P型半导体 N型半导体——半导体中多数载流子是电子 P型半导体——半导体中多数载流子是“空穴” N型半导体与P型半导体的作用 将N型和P型半导体结合起来，可以制成各种半导体器件，如晶体二极管、晶体三极管等 晶体三极管 电荷量子化 1906-1917年，密立根用液滴法首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续。 电荷的量值有个基本单元、即一个质子或一个电子所带电量的绝对值e，每个带电体所带的电量，都只能是这个基元电荷e的整数倍。 基元电荷的量值为 e=1.602176462(83)×10-19C （1999年发布） 近似值为 e=1.602×10-19C 1.5库仑定律 点电荷——带电体本身的几何线度比起它到其它带电体的距离小得多。这种带电体的形状和电荷在其中的分布已无关紧要，可以把它抽象成一个几何的点。 库仑定律的表述: 在真空中，两个静止的点电荷q1及q2之间的相互作用力的大小和q1与q2的乘积成正比，和它们之间距离r的平方成反比；作用力的方向沿着它们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。 库仑扭秤 电学的单位制 厘米·克·秒静电单位制．通常以CGSE或e.s.u.表示它, 在这单位制中,库仑定律中的k=1. MKSA单位制，它是目前公认的国际单位制(SI)的一部分。在这单位制中有四个基本量：长度、质量、时间和电流强度。 库仑的定义是：如果导线中载有1A的稳恒电流、则在1s内通过导线横截面的电量为1C，即 1C=1A·s. 库仑和e.s.u.电量的关系是 lC＝3.00×109 e.s.u.电量 在MKSA单位制中 MKSA单位制中，任何一个物理量Q的量纲 其中，长度(L)、质量(M)、时间(T)、电流强度(I)为基本量 作业：P71 1-1,1-4,1-5 * * 自然界中只存在两种电荷；而且，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引 电荷量（简称电量）：物体所带电荷数量的多少 验电器 静电计 演示静电计的使用 静电感应与摩擦起电的实质分析 物质 分子 原子 原子核 电子(带负电） 中子 质子(带正电） 金属的微观电结构 解释静电感应现象 q1给q2的力 当q1、q2同号时， 沿 方向，即为排斥力 当q1、q2异号时， 沿 反方向，即为吸引