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物理必修3

电荷和电荷守恒定律

电荷是带电体所带的属性，可以分为正电荷和负电荷。例

如，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒

带正电荷。电荷的最小单位是元电荷，一个元电荷的电量为

1．6×10－19C，是一个电子所带的电量。任何带电体的带电

量皆为元电荷电量的整数倍。

起电是使物体带电的过程，有三种方式：摩擦起电、接触

起电、感应起电。但是，电荷守恒定律告诉我们，电荷既不能

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，系统的电荷总数是不变

的。电荷的变化是电子的转移引起的。完全相同的带电金属球

相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平

分。

库仑定律

库仑定律是描述真空中两个点电荷之间相互作用的电力的

定律。根据该定律，两个点电荷之间的作用力与它们的电荷量

的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向

在它们的连线上。公式为F=kQ1Q2/r2，其中k＝

9．0×109N·m2／C2.点电荷是一个理想化的模型，在实际中，

当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，

就可以把带电体视为点电荷。两电荷之间的作用力是相互的，

遵守牛顿第三定律。使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，

作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引”的

规律定性判定。

电场和电场强度

电场是存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊

媒介物质。电荷间的作用总是通过电场进行的。电场的基本性

质是对放入其中的电荷有力的作用。电场可以由存在的电荷产

生，也可以由变化的磁场产生。

电场强度是放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟

它的电量q的比值。电场强度表示该处电场的强弱，单位是

N/C或V/m。电场强度的方向与该点正电荷受力方向相同，与

负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；

场强的方向与该处等势面的方向垂直。对于真空中的点电荷，

电场强度的表达式为E=kQ/r2，其中Q是产生该电场的电荷。

对于匀强电场，电场强度的表达式为E=U/d，其中d是沿电场

线方向上的距离。

的试验电荷从无穷远处移动到该点时所做的功，再除以试

验电荷的电荷量。

2.定义式：Δϕ=ΔU/q

3.单位：XXX(1V=1JC^-1)

4.电势差与电势的关系：电势差是两点电势之差，即

U_AB=ϕ_B-ϕ_A

三、电势能

1.定义：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电

场力所做的功

W_AB

就是电荷在电场中的电势能变化，用E_p表示。

2.定义式：E_p=qΔϕ

3.单位：XXX(1J=1CV)

4.电势能与电势的关系：电势能是电荷在电场中的电势差

所导致的能量变化，即E_p=q(U_B-U_A)

四、电场线

1.定义：电场线是为了形象描述电场而想象出的线，客观

上并不存在。

2.特点：切线方向表示该点场强的方向，密度表示该处电

场的强弱，顺着电场线方向，电势越来越低。电场线的方向是

电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直。电场线永不

相交也不闭合，不是电荷运动的轨迹。

3.注意事项：电场线只是一种辅助工具，不能完全代表电

场的真实情况。没有画出电场线的地方不一定没有电场。

正电荷从某点移动到标准位置（零电势点）所需的功被称

为静电力做的功。电势是指电场中某点的电势能与电荷量的比

值，用单位XXX表示。电势是标量，正负表示该点电势相对

于零电势点是高还是低。电势能是指电荷在电场中某点的电势

能，数值上等于把电荷从该点到电势为零处（电势为零）静电

力所做的功，用单位XXX表示。电势能也是标量，正负表示

该点电势能相对于零电势能点是高还是低。静电力对电荷做功

等于电荷电势能的变化量，所以静电力的功是电荷电势能变化

的量度。

等势面是指电场中电势相等的点构成的面。等势面垂直于

电场线，电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势

面。任意两等势面都不会相交。电荷在同一等势面上移动时，

电场力做功为零。电场强度较大的地方，等差等势面较密。在

匀强电场中，电势差和电场强度的