물질의 물리적 성질 자연에는 양전하와 음전하의 두 종류가 있습니다. 양전하를 띠는

물리학에 따르면, 실크로 문지른 유리 막대는 양전하를 띠고, 모피로 문지른 고무 막대는 음전하를 띤다.

대전체의 기본 특성: 빛과 작은 물체를 끌어당긴다 전하 상호작용의 법칙: 같은 전하들은 서로 밀어내고, 다른 전하들은 서로 끌어당긴다

점전하 : 대전체 자체의 크기와 형태가 연구 문제에 거의 영향을 미치지 않는 경우 대전체를 점전하로 간주할 수 있음

원소 전하: e=1.6×10⁻1⁹C. 모든 대전된 물체의 전하는 원소 전하의 정수배입니다. 양성자와 양전자의 전하는 원소 전하와 같습니다. 전하량은 미국의 물리학자 밀리칸(Millikan)이 기름방울 실험을 통해 측정한 것으로, 원소 전하량은 가장 작은 전하량이다. 원소 전하는 철이 아닙니다. 이는 전자나 양성자의 전하의 절대값입니다.

정전기장

내용: 전하는 생성되거나 사라지지 않습니다. 전하는 한 물체에서 다른 물체로, 또는 물체의 한 부분에서 다른 부분으로만 전송될 수 있으며, 전하의 총량은 변경되지 않습니다. 이를 표현하는 또 다른 방법: 외부 세계와 전하 교환이 없는 시스템, 전하의 대수적 합은 변경되지 않은 상태로 유지됩니다.

전화기의 중화 본질: 양전하와 음전하의 결합, 양전하와 음전하(핵과 전자)(핵 주위를 움직이는 전자)로 구성된 안정적인 시스템

출발점

본질: 대전되는 물체의 본질은 전자의 전달(이득과 손실)이 순 전하를 나타내어 전기적 특성을 나타내는 것입니다. 전하 분리, 결합, 전송 과정에서 전하의 대수적 합은 변하지 않습니다.

내용: 진공 상태에서 고정된 두 점 전하 사이의 상호 작용력은 전하의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례합니다. 힘의 방향은 두 전하를 연결하는 선상에 있습니다.

식: F=k(q₁·q²)/r² k는 정전기력 상수, k=9.0×10⁹N·m²/C² r은 두 점전하 사이의 거리입니다. q₁, q²는 두 포인트 요금의 요금입니다.

쿨롱의 법칙은 비틀림 저울을 통해 쿨롱에 의해 연구되었으며, k는 맥스웰 방정식을 기반으로 후대에 의해 계산되었습니다.

적용 가능한 조건: 진공 상태의 고정 점전하 (1) 공기 중에서 두 점전하 사이의 힘은 진공에서의 힘과 거의 같습니다. 공식을 직접 적용할 수 있습니다. (2) 두 대전물체 사이의 거리가 자체 크기보다 훨씬 클 경우, 대전물체는 점전하로 간주될 수 있습니다.

두 대전체 사이의 쿨롱 힘은 작용력과 반력의 한 쌍으로 계산할 때 일반적으로 전하의 절대값을 계산 크기에 대입하여 "같은 전하가 서로 반발하고, 서로 다른 전하가 끌어당긴다"로 판단합니다. 서로" 힘의 방향

접촉 전기화에서 두 개의 동일한 도체에 대해 접촉 전 동일한 전하가 있으면 분리 후 전체 전하를 동일하게 공유하며, 접촉 전 둘 다 동일한 전하를 갖는 경우 합산 후 먼저 중화되어야 합니다. 남은 요금은 똑같이 나누어집니다.

두 개의 동일한 도체의 경우 다중 접점 프로세스는 총 전하를 균등하게 재분배합니다.

균일하게 전하를 띤 두 개의 절연 구의 경우 전하가 구의 중심에 집중되어 있는 점전하로 간주할 수 있으며 r은 구 중심 사이의 거리입니다.

두 개의 대전된 도체에 대해 정전기 유도로 인한 대전체의 불균일한 전하 분포 현상을 고려할 필요가 있습니다. 쿨롱의 법칙은 정량적 계산에 직접 사용할 수 없지만 정량적 판단에는 쿨롱의 법칙을 사용할 수 있습니다. 비슷한 전하가 서로 밀어내는 힘: F<k(q₁·q2)/r² 서로 다른 전하가 서로 끌어당긴다: F>k(q₁•q₂)/r²

균형 조건: 세 번째 점 전하에서 두 점 전하의 결합된 전계 강도는 0이거나, 각 점 전하에 대한 두 쿨롱 힘의 크기는 동일하고 방향은 반대여야 합니다.

균형의 법칙

전하 분배 법칙: √q₁q₃=√q₁q2 √q2q₃

쿨롱 힘의 작용 하에서 전하의 균형 문제는 역학의 물체의 균형 문제와 동일합니다.

두 개의 대전된 물체가 서로 상대적으로 움직일 때 대전된 물체 사이의 거리가 변함에 따라 쿨롱 힘의 크기도 변합니다. 움직임이 발생하고 진행됨에 따라 대전체의 힘 상황이 바뀌고 힘 상황이 차례로 운동 상태에 영향을 미치게 됩니다. 따라서 이 유형의 문제의 특징은 힘과 움직임이 서로를 제한한다는 것입니다. , 대전체 이런 문제를 해결하는 열쇠는 가변 가속도의 움직임에 있으며, 운동과 힘의 관계를 명확하게 분석하기 위해 Cow의 제2법칙을 사용하는 것입니다.

이때 두 대전체 사이에는 상대운동이 없습니다. 이 경우 대전체는 일반적으로 일정한 속도로 직선으로 움직입니다. "격리 방법"을 사용하여 대전체의 힘과 운동을 분석할 수 있습니다.

가변 가속도 운동은 동적 임계값의 문제를 수반합니다. 즉, 일반적으로 가속도가 0일 때 속도는 최대값을 취합니다. 그것이 최대값인지 최소값인지는 초기 순간의 물체의 운동 상태에 따라 달라집니다. 후속 운동과 힘 관계 사이의 관계.

정의: 전기장은 전하 주변에 존재하며 전하 간의 상호작용을 전달할 수 있는 특수한 객관적 물질입니다. "전계"라는 개념은 패러데이가 처음 제안했습니다.

기본 특성: 전하에 강력한 영향을 미칩니다. 전하에 작용하는 전기장의 힘을 전기장력이라고 합니다.

전하들 사이의 상호작용은 전기장에 의해 이루어진다

물체가 충전되어 있는 한 그 주위 공간에는 전기장이 있어야 합니다.

전계 강도: 전계의 특정 지점에 놓인 테스트 전하가 겪는 전계력 F와 전하량 q의 비율을 해당 지점에서의 전계 강도, 줄여서 전계 강도라고 합니다. 문자 E로 표현됩니다.

정의 공식: F=F/q(모든 전기장에 적용 가능)

단위: 국제단위계에서는 뉴턴/컬럼(N/C), 볼트/미터(V/m)이다.

전계 강도는 비율 정의 방법으로 정의된 물리량이며, 그 크기는 이를 정의하는 데 사용된 물리량 F 및 q와 아무런 관련이 없습니다(이 공식을 사용하여 전계 강도를 계산할 때). F와 q는 모두 절대값을 나타냅니다. 크기는 전기장 자체에 의해 결정됩니다.

물리적 의미: 전하에 힘을 가하는 전기장의 능력을 특성화하는 데 사용됩니다.

절대성: 필드의 원래 전하가 결정되면 공간의 각 지점의 필드 강도와 방향이 결정됩니다.

전계강도(Field Strength)는 전기장의 특정 지점에서 전계강도의 방향이 그 지점에서 양전하가 받는 전기장력의 방향과 같고, 전기장의 방향은 반대라는 것을 규정하는 벡터이다. 그 시점에서 음전하에 의해 경험되는 현장력.

전기력선의 성질에 따라 전기장의 세기 방향을 알 수 있다. 전기력선이 직선인 경우 전기력선의 특정 지점에서 전기력선의 세기 방향은 전기력선이 가리키는 방향입니다. 전기력선이 곡선인 경우 곡선 위 한 지점의 접선 방향은 해당 지점에서의 전계 강도의 방향을 나타냅니다.

표현: E=kQ/r² Q는 현장 소스 전하의 전하량입니다. r은 지점에서 전계 소스 전하까지의 거리입니다.

방향: 전계 소스 전하가 양전하인 경우 특정 지점의 전계 강도 방향은 해당 지점을 따라 전계 소스 전하에서 멀어지고 전계 소스 전하가 음전하인 경우 전계 강도 방향입니다. 특정 지점의 선은 전계 소스 전하를 가리킵니다.

적용 가능한 조건: (1) 진공 (2) 고정 포인트 충전

계산방법

비교하다

원리: 전기장의 특정 지점에서의 전기장의 세기는 그 지점 주변의 모든 점전하가 단독으로 존재할 때 그 지점에서 생성된 전계세기의 벡터합과 같다.

전계 강도의 벡터 합 중첩은 벡터에 대한 평행사변형 규칙을 따릅니다.

동등한 방법 동일한 효과를 보장하면서 복잡한 전기장 시나리오를 간단하거나 친숙한 전기장 시나리오로 변환합니다.

대칭 공간에 대칭적으로 분포된 전하를 이용하여 형성되는 전기장은 대칭성의 특성을 갖는다.

미량소자법 대전체를 여러 개의 작은 단위로 나누고, 점 전계 강도 계산 공식을 사용하여 특정 마이크로 단위의 전계 강도를 찾은 다음 대칭 방법을 사용하여 각 마이크로 원의 전계 강도를 겹쳐서 마이크로 단위의 전계 강도를 찾습니다. 충전된 몸.

보상법 문제에 주어진 조건을 바탕으로 물리적 모델을 수립합니다.

극한가설법(전계강도 분포특성의 정성분석)

전기력선은 양전하 또는 무한대에서 시작하여 무한대 또는 음전하에서 끝납니다

전기력선은 교차하지도 않고, 접하지도 않으며, 전기장 내에서 닫혀 있지도 않습니다.

동일한 전기장에서, 전기장 선이 밀도가 높으면 전기장 강도가 더 커지고, 전기장 선이 희박하면 전기장 강도가 더 작아집니다.

전기력선 위의 한 점의 접선 방향은 그 점에서의 전기장의 세기의 방향을 나타냅니다.

전기력선의 방향을 따라 전위는 점차 감소한다.

전기력선과 등전위면은 교차하는 곳에서 서로 수직이다

전기장 강도의 방향을 결정하십시오. 전기력선 위의 한 점의 접선 방향은 해당 점에서의 전기장의 방향입니다.

전기장력의 방향을 결정하십시오. 양전하의 힘 방향은 해당 지점에서 전기력선의 접선 방향과 동일하고 음전하의 힘 방향은 전기장의 접선 방향과 반대입니다. 그 시점에서 라인.

전기장의 강도 결정(정성적): 전기력선이 조밀한 곳에서는 전기장의 강도가 크고, 전기력선에 의해 출력되는 전기장의 강도는 작은 곳에서 이를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 힘의 크기와 전하의 가속도.

전위의 수준과 전위 감소 속도를 결정합니다. 전위는 전기력선의 방향을 따라 점차 감소하며, 전기장의 세기 방향은 전위가 가장 빠르게 감소하는 방향입니다.

포인트 충전

두 개의 동일한 요금

기타 일반적인 전기장에 대한 전기력선

전계 강도, 전계력, 가속도 및 전위 사이의 관계는 전계선의 밀도로 판단할 수 있습니다.

전기적 위치에너지와 운동에너지의 크기, 일의 양과 음의 측면을 함수관계, 운동에너지 정리, 에너지 보존 등을 제시하여 판단할 필요가 있다. 하전입자가 운동하는 동안 전기장력의 영향만 받으면 입자의 기전력과 운동에너지의 총량은 변하지 않고, 전기장의 힘은 양의 일을 하여 운동에너지는 증가하고 전위에너지는 감소한다.

하전입자가 전기장 내에서 곡선 운동을 할 때, 합력의 방향은 궤적의 오목한 쪽을 가리키므로 전기장의 방향 또는 입자의 전기장 및 성기 세기의 방향을 결정할 수 있습니다.

"속도선"(초기 위치에서 운동 궤적의 접선)과 "힘선"(초기 위치에서 전기장선의 접선 방향)을 그리고, 입자 속도의 변화를 분석합니다. 둘 사이의 각도.

"미지의 세 시간에 대한 분류 논의": 전하의 양수와 음수, 전계 강도의 방향 또는 등전위면의 전위 수준, 전하 이동 방향 또는 이들 중 하나가 알려져 있습니다. 그리고 결정될 다양한 양은 순서대로 분석될 수 있습니다. 세 가지를 모두 모른다면 가상의 방법을 사용하여 각 상황을 별도로 논의해야 합니다.

전기장의 특정 지점에서 전하의 전위 에너지와 전하량의 비율

정의: Φ=Ep/q

오프스케일(Off-scale): 전위는 스칼라량으로 양수와 음수로 나눌 수 있다. 양수(음수)는 이 시점의 TV가 전위 0점보다 높다(낮다)는 뜻이다.

상대성 이론: 전위는 상대론적입니다. 동일한 지점에서의 전위는 영전위 지점에 따라 다릅니다. 일반적으로 무한대 또는 지구에서의 전위는 0입니다.

동일한 등전위면의 두 지점 사이에서 전하를 이동시키는 전기장력은 작동하지 않습니다.

등전위면은 전기력선에 수직, 즉 전기장의 세기 방향에 수직이어야 합니다.

전기력선은 항상 전위가 높은 등전위면에서 전위가 낮은 등전위면을 가리킵니다.

산술 등전위면의 밀도가 높을수록 전기장의 세기가 커지고, 반대로 전기장의 세기가 작아집니다.

정의: 전기장의 특정 지점에서 전하의 위치 에너지는 전하를 해당 지점에서 영전위점으로 이동할 때 전계력이 한 일과 같습니다.

전기장력이 한 일과 전위에너지 변화 사이의 관계: 전기장력이 한 일은 전위에너지의 감소와 같습니다.

정성적 분석

정량적 계산