2020高考物理 专题复习精品 电荷 电荷守恒定律（教师版）.doc

【电荷与电荷守恒定律】 在物理学中，电荷是物质的一种基本属性，它决定了物质在电场中的相互作用。电荷分为两种类型：正电荷和负电荷。正电荷通常由玻璃棒摩擦丝绸后获得，而负电荷则是橡胶棒摩擦毛皮后的结果。电荷的基本单位是元电荷，一个电子所带的电量就是一个元电荷，其数值为1.6×10^-19库仑（C）。任何带电物体的电荷量都是元电荷的整数倍。 电荷守恒定律是自然界的基本定律之一，表明电荷总量在封闭系统中是恒定的。这意味着电荷既不能被创建，也不能被销毁，只能从一个物体转移到另一个物体，或者在物体内部的不同部分之间转移。例如，当两个完全相同的带电金属球接触时，如果它们带有同种电荷，电荷量会平均分配；如果是异种电荷，它们会先中和然后再平均分配剩余的电荷。 【库仑定律】 库仑定律是描述两个点电荷之间相互作用力的定律。它指出，两个点电荷之间的力F与它们的电荷量Q1和Q2的乘积成正比，与它们之间的距离r的平方成反比，力的方向沿着它们的连线。库仑定律的数学表达式为F=k*Q1*Q2/r^2，其中k是库仑常数，其值为9.0×10^9牛顿·米^2/库仑^2。这个定律适用于真空中的点电荷，点电荷是理想化模型，当带电体的形状和大小对力的影响可忽略时，可以将其视为点电荷。要注意，两个电荷之间的力是相互作用的，遵循牛顿第三定律。 【电场】 电场是由电荷产生的，它是一种特殊的媒介物质，能够传递电荷间的相互作用力。电场的性质是，放入其中的电荷会受到力的作用。电场可以由静止的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。电场线是用来形象化描述电场分布的工具，其方向表示了电场力的方向，电场线的疏密代表电场强度的大小。在匀强电场中，电场线是平行且等间距的。 【电场强度】 电场强度是衡量电场强度的物理量，定义为在电场中某点放置的电荷所受电场力与其电荷量的比值，表示该点电场的强弱。电场强度的单位是牛顿/库仑（N/C）或伏特/米（V/m）。对于真空中的点电荷，电场强度可以通过点电荷Q和距离r计算，公式为E=k*Q/r^2。在匀强电场中，电场强度与电势差的关系为E=U/d。电场强度是一个向量，遵循矢量的合成规则，且与检验电荷无关。 电场强度的方向对于正电荷是吸引力方向，对于负电荷是排斥力方向。电场线的切线方向即为该点的电场强度方向。电场线的疏密代表电场强度的大小，且电场线永不相交，表示同一位置只有一个电场强度方向。沿着电场线方向，电势降低，电场线的方向是电势降落最快的方向。 【电场的应用】 电场的概念在高中物理中至关重要，因为它解释了带电粒子在电场中的运动规律。例如，当一个带电小球在匀强电场中从静止释放时，它的运动轨迹与电场线的关系可以用来理解电场力对物体运动的影响。小球的运动轨迹与电场线的夹角可以提供关于电场力和重力之间的相对关系的信息。 总结来说，电荷守恒定律和库仑定律是电学基础，电场和电场强度则揭示了电荷间相互作用的本质，这些知识点对于理解和应用电磁学原理至关重要，特别是在解决高考物理问题时，对这些概念的深入理解是取得高分的关键。