1. 關於電荷量的知識
電荷
電荷是物質、原子或電子等所帶的電的量。單位是庫侖(記號為C)。
我們常將「帶電粒子」稱為電荷,但電荷本身並非「粒子」,只是我們常將它想像成粒子以方便描述。因此帶電量多者我們稱之為具有較多電荷,而電量的多寡決定了力場(庫侖力)的大小。此外,根據電場作用力的方向性,電荷可分為正電荷與負電荷,電子則帶有負電。
根據庫侖定律,帶有同種電荷的物體之間會互相排斥,帶有異種電荷的物體之間會互相吸引。排斥或吸引的力與電荷的乘積成正比。
點電荷
點電荷 是帶電粒子的理想模型。真正的點電荷並不存在,只有當帶電粒子之間的距離遠大於粒子的尺寸,或是帶電粒子的形狀與大小對於相互作用力的影響足以忽略時,此帶電體就能稱為「點電荷」。 物質的一種固有屬性.電荷有兩種:正電荷和負電荷.物體由於摩擦、加熱、射線照射、化學變化等原因,失去部分電子時物體帶正電,獲得部分電子時物體帶負電.帶有多餘正電荷或負電荷的物體叫做帶電體,習慣上有時把帶電體叫做電荷.
電荷間存在相互作用.靜止電荷在周圍空間產生靜電場,運動電荷除產生電場外還產生磁場.因此靜止或運動的電荷都會受到電場力作用,只有運動電荷才能受磁場力作用.
一個實際帶電體能否看作點電荷,不僅與帶電體本身有關,還取決於問題的性質和精度的要求。點電荷是建立基本規律時必要的抽象概念,也是把分析復雜問題時不可少的分析手段。例如,庫侖定律、洛倫茲定律的建立,帶電體的電場以及帶電體之間相互作用的定量研究,試驗電荷的引入等等,都應用了點電荷的觀念。
粒子的電荷
在粒子物理學中,許多粒子都帶有電荷。電荷在粒子物理學中是一個相加性量子數,電荷守恆定律也適用於粒子,反應前粒子的電荷之和等於反應後粒子的電荷之和,這對於強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用都是嚴格成立的。
庫侖定律:真空中兩個靜止的點電荷之間的作用力與這兩個電荷所帶電量的乘積成正比,作用力的方向沿著這
兩個點電荷的聯線,同號電荷相斥,異號電荷相吸。公式:F=k*{(q1*q2)/(r*r)}*e<r>
庫侖定律的實驗驗證:庫侖定律是1784--1785年間庫侖通過紐秤實驗總結出來的。紐秤的結構如下圖。在細金屬絲下懸掛一根秤桿,它的一端有一小球A,另一端有平衡體P,在A旁還置有另一與它一樣大小的固定小球B。為了研究帶電體之間的作用力,先使A、B各帶一定的電荷,這時秤桿會因A端受力而偏轉。轉動懸絲上端的懸鈕,使小球回到原來位置。這時懸絲的扭力矩等於施於小球A上電力的力矩。如果懸絲的扭力矩與扭轉角度之間的關系已事先校準、標定,則由旋鈕上指針轉過的角度讀數和已知的秤桿長度,可以得知在此距離下A、B之間的作用力。
庫侖定律 COULOMB』S LAW
庫侖定律——描述靜止點電荷之間的相互作用力的規律
真空中,點電荷 q 對 q0 的作用力為
( 1-1 )
其中,r ——兩者之間的距離
r ——從 q到 q0方向的矢徑, = r / r 是這方向的單位矢量
k ——比例常數
(1-1)式表示:若 q 與 q0 同號, F 10 y沿 r 方向——斥力;
若兩者異號, 則 F 10 沿 - r 方向——吸力.
顯然 q0 對 q 的作用力
F01 = -F10 (1-2)
在MKSA單位制中
力 F 的單位: 牛頓(N)=千克· 米/秒2(kg·m/S2)(量綱 :M LT - 2)
電量 q 的單位: 庫侖(C)
定義:當流過某曲面的電流1 安培時,每秒鍾所通過
的電量定義為 1 庫侖,即
1 庫侖(C)= 1 安培 ·秒(A · S) (量綱:IT)
比例常數 k = 1/4pe0 (1-3)
e0 = 8.854 187 818(71)×10 -12 庫2/ 牛 ·米2 ( 通常表示為法拉/米 )
是真空介電常數(或稱真空電容率),它與真空中光速c 的關系為
(1-4)
C 是一個基本的物理常數, m0 為真空磁導率. 現在(1-1)式寫成
(1-5)
庫侖定律的物理意義
(1)描述點電荷之間的作用力,僅當帶電體的尺度遠小於兩者的平均距離,才可看成點電荷.
(2)描述靜止電荷之間的作用力,當電荷存在相對運動時,庫侖力需要修正為Lorentz力.但實踐表明,只要電荷的相對運動速度遠小於光速 c,庫侖定律給出的結果與實際情形很接近.
[例1-1] 比較氫原子中質子與電子的庫侖力和萬有引力(均為距離平方反比力)
據經典理論,基態氫原子中電子的「軌道」半徑 r ≈ 5.29×10 -11 米
核和電子的線度 ≤ 10-15 米 ,故兩者可看成 「點電荷」.
兩者的電量 e ≈ ± 1. 60×10-19 庫侖 質量 mp ≈ 1.67×10-27 千克 me ≈ 9.11×10-31千克
萬有引力常數 G ≈ 6.67 ×10-11 牛 ·米2 /千克2
電子所受庫侖力 Fe =- e2r / 4pe0r3 電子所受引力 Fg= -Gmpmer /r3
兩者之比: Fe /Fg = e2 / 4pe0Gmpme ≈2.27 ×10 39 (1-6)
可見,電磁力在原子、分子結構中起決定性作用!
2. 高中物理有關「點電荷」知識點都有哪些
電荷都是有體積,有大小的。電荷之間存在相互作用,同種電荷相互推斥,異種電荷相互吸引。在定量地研究電荷之間相互作用的時候,發現有些電荷的大小對所研究問題的結果帶來的影響微不足道,這個時候就完全可以把電荷的體積和大小忽略掉,把電荷看做只有電量,沒有大小的電荷,這就是點電荷模型。更多知識點可關注下 新東方的高中物理課程,相信可以幫助到你。
3. 電的基本知識
導語:電是靜止或移動的電荷所產生的物理現象。以下為大家分享電的基本知識,歡迎借鑒。
1、電是一種自然現象,指靜止或移動的電荷所產生的物理現象,是像電子和質子這樣的亞原子粒子之間產生的排斥力和吸引力的一種屬性。
2、自然界的閃電就是一種電現象。電磁力是自然界四種基本相互作用之一。電子運動現象有兩種:我們把缺少電子的原子說為帶正電荷,有多餘電子的原子說為帶負電荷。
3、在現實生活中,電的機制給出了很多眾所熟知的效應,例如閃電、摩擦起電、靜電感應、電磁感應等等。
4、早在對於電有任何具體認知之前,人們就已經知道發電魚(electric fish)會發出電擊。早在4750年前撰寫的古埃及書籍記載,這些魚被稱為「尼羅河的雷使者」,是所有其它魚的保護者。大約兩千五百年之後,希臘人、羅馬人,阿拉伯自然學者和阿拉伯醫學者,才又出現關於發電魚的記載。
5、但是幾千年來,人們只是觀察了雷電等自然現象,並不了解電的本質,直到1600年,由於英國科學家威廉·吉爾伯特的嚴謹科學態度,才開始對於電與磁的現象出現進行了系統性研究。
4. 電荷知識
物理學中講到:物體有了吸引輕小物體的性質,就說他帶了電,或有了電荷。這種說法闡明了「電荷」與最初所講的「電」的關系,這里所說的「電」指的是最具普遍意義的電。而「電荷」是一種電的量度或者說是一種表現形式。人們常說的「電」是一種宏觀概念,「電荷」顧名思義就是一種微觀粒子的負荷。平日里所講的「電」可以指很多,比如說電流、電能等等,我們通常可以簡單的稱謂「電」。電流就是電荷的定向移動,電能就是電流對外做功時的能。有的時候「電」與「電荷」是可以通用的,這要看具體情況。總的來說「電」的概念比較廣,可以指很多,而「電荷」重點在「荷」上,也就是電的負荷,不知這樣說你明白了沒有。
關於正負電荷的定義,大學物理中也是這樣定義的,這是一種宏觀的解釋,是一個古老的定義。在物理學中還有一個定義:將質子帶的電規定為正電荷,電子帶的電規定為負電荷。由於這兩種電有著本質的區別,要加以區分,所以就起了「正」「負」這樣的名字,與性質無關,只是一個名稱而已。電荷的產生有以下幾種方法:
1.摩擦起電 2.接觸帶電。3.感應帶電。
摩擦起電是最簡單最常見的方法。玻璃棒與絲綢摩擦使玻璃棒帶正電,用橡膠棒與毛皮摩擦使橡膠棒帶負電。物體都是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的。普通物質兩種一樣多所以呈電中性。而絲綢舒服電子的能力要比玻璃棒束縛電子的能力強,所以摩擦後絲綢獲得了電子,玻璃棒失去了電子,所以玻璃棒多出來了正電荷,所以帶正電。同理,橡膠棒束縛電子的能力比毛皮強,所以獲得電子帶負電。摩擦起電時,某種電荷從一物體轉移至另一物體,從而使兩物體的中和狀態都遭到破壞,各顯電性。譬如在負電荷轉移的過程中,失去它的一方帶上正電,獲得他的一方戴上負電,因此兩個物體帶上等量異號的電荷
5. 電荷及其守恆定律知識點
電荷及其守恆定律知識點:自然界中有兩種電荷,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。電子或質子所帶的電荷量是最小的電荷量,這個電荷量叫元電荷,用e表示,e=1。
使物體帶電的方式有三種:摩擦起電、感應起電、接觸起電,這三種起電方式本質都是電子的轉移,起電的過程遵循電荷守恆定律。兩個完全相同的帶電小球相互接觸後,它們把總電荷平均分配。
6. 初中物理電荷一節知識要點(全面)
在摩擦起電中,不同物質的原子核束縛電子的能力不同,兩個物體摩擦時,哪個物體原子核束縛能力弱,哪個物體的電子就會轉移到與之相摩擦的物體上,失去電子的物體因缺少電子而帶正電,得到電子的物體因增加電子而帶負電.
至於中和就是與原子(在化學中會學到原子是構成物質的最小微粒之一)結構有關:原子由原子核和核外電子組成,原子核位於原子中心帶正電;電子帶負電,在核外繞核運動.通常情況下,原子核所帶正電荷與核外電子帶負電荷在數量上相等,所以整個原子呈中性,也就是原子對外不顯電的性質.
7. 你知道哪些關於電荷的知識
電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此,電池內部正常的電荷傳遞和物質傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時,電池內部的傳電和傳質過程的方向恰與放電相反;電極反應必須是可逆的,才能保證反方向傳質與傳電過程的正常進行。因此,電極反應可逆是構成蓄電池的必要條件。G為吉布斯反應自由能增量(焦);F為法拉第常數=96500庫=26.8安小時;n為電池反應的當量數。這是電池電動勢與電池反應之間的基本熱力學關系式,也是計算電池能量轉換效率的基本熱力學方程式。實際上,當電流流過電極時,電極電勢都要偏離熱力學平衡的電極電勢,這種現象稱為極化。
電流密度(單位電極面積上通過的電流)越大,極化越嚴重。極化現象是造成電池能量損失的重要原因之一。電池是一種能量轉化與儲存的裝置。它通過反應將化學能或物理能轉化為電能。電池即一種化學電源,它由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負極,兩電極浸泡在能提供媒體傳導作用的電解質中,當連接在某一外部載體上時,通過轉換其內部的化學能來提供能。作為一種電的貯存裝置,當兩種金屬(通常是性質有差異的金屬)浸沒於電解液之中,它們可以導電,並在「極板」之間產生一定電動勢。電動勢大小(或電壓)與所使用的金屬有關,不同種類的電池其電動勢也不同。