Una proprietà fisica della materia. Esistono due tipi di cariche in natura, vale a dire carica positiva e carica negativa. Gli oggetti carichi sono chiamati oggetti carichi. La carica non si riferisce a elettroni o protoni, ma gli elettroni hanno carica negativa e i protoni hanno carica negativa. con carica positiva

La fisica lo impone: una bacchetta di vetro strofinata con la seta ha una carica positiva, mentre una bacchetta di gomma strofinata con la pelliccia ha una carica negativa.

Proprietà fondamentali dei corpi carichi: attrarre la luce e piccoli oggetti La legge di interazione tra le cariche: cariche simili si respingono e cariche dissimili si attraggono

Carica puntiforme: quando la dimensione e la forma del corpo carico stesso hanno un impatto minimo sul problema della ricerca, il corpo carico può essere considerato una carica puntiforme

Carica elementare: e=1,6×10⁻¹⁹C La carica di tutti gli oggetti carichi è un multiplo intero della carica elementare. Le cariche dei protoni e dei positroni sono uguali alla carica elementare. La quantità di carica è stata misurata dal fisico americano Millikan attraverso l'esperimento della goccia d'olio. La carica dell'elemento è la quantità di carica più piccola. La carica elementare non è ferro carico. È un valore numerico, che è il valore assoluto della carica di un elettrone o di un protone. Non è né un protone né un elettrone.

campo elettrostatico

Contenuto: la carica non verrà creata né scomparirà dal nulla. Può essere trasferita solo da un oggetto a un altro o da una parte di un oggetto a un'altra parte durante il processo di trasferimento, l'importo totale della carica rimane invariato; Un altro modo per esprimerlo: in un sistema senza scambio di tariffe con l'esterno, la somma algebrica delle tariffe rimane invariata

L'essenza neutralizzante del telefono: la combinazione di cariche positive e negative, il sistema stabile composto da cariche positive e negative (nucleo ed elettroni) (elettroni che si muovono attorno al nucleo)

Punto di partenza

Essenza: L'essenza di un oggetto caricato è che il trasferimento (acquisto e perdita) di elettroni mostra una carica netta, mostrando così proprietà elettriche. Durante il processo di separazione, combinazione e trasferimento delle cariche, la somma algebrica delle cariche rimane invariata.

Contenuto: La forza di interazione tra due cariche puntiformi stazionarie nel vuoto è proporzionale al prodotto delle loro cariche e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. La direzione della forza è lungo la linea che le unisce.

Espressione: F=k(q₁·q₂)/r² k è la costante di forza elettrostatica, k=9,0×10⁹N·m²/C² r è la distanza tra due cariche puntiformi q₁, q₂ sono le cariche di due cariche puntiformi

La legge di Coulomb fu studiata da Coulomb attraverso la bilancia di torsione, e k fu calcolato dalle generazioni successive sulla base delle equazioni di Maxwell.

Condizioni applicabili: cariche puntiformi stazionarie nel vuoto (1) Nell'aria, la forza tra due cariche puntiformi è approssimativamente uguale a quella nel vuoto. La formula può essere applicata direttamente (2) Quando la distanza tra due oggetti carichi è molto maggiore della loro dimensione, gli oggetti carichi possono essere considerati cariche puntiformi.

La forza di Coulomb tra due corpi carichi è una coppia di forza di azione e forza di reazione. Durante il calcolo, il valore assoluto della carica viene generalmente sostituito nella dimensione di calcolo e quindi giudicato in base al fatto che "cariche simili si respingono a vicenda e cariche diverse si attraggono". reciprocamente" la direzione della forza

Nell'elettrificazione a contatto, per due conduttori identici, se entrambi hanno la stessa carica prima del contatto, allora condivideranno equamente la carica totale dopo la separazione e se entrambi hanno la stessa carica prima del contatto, devono essere prima neutralizzati. la carica rimanente viene divisa equamente.

Per due conduttori identici, il processo di contatti multipli ridividerà equamente la carica totale.

Per due sfere isolanti caricate uniformemente, possono essere considerate come cariche puntiformi con cariche concentrate al centro della sfera, e r è la distanza tra i centri della sfera.

Per due conduttori carichi, è necessario considerare il fenomeno della distribuzione non uniforme della carica sul corpo carico causata dall'induzione elettrostatica. La legge di Coulomb non può essere utilizzata direttamente per calcoli quantitativi, ma la legge di Coulomb può essere utilizzata per formulare giudizi quantitativi. Cariche simili si respingono: F＜k(q₁·q₂)/r² Cariche diverse si attraggono: F>k(q₁•q₂)/r²

Condizione di equilibrio: l'intensità del campo combinato di due cariche puntiformi nella terza carica puntiforme è zero, oppure le due forze di Coulomb su ciascuna carica puntiforme devono essere uguali in grandezza e opposte in direzione.

legge dell'equilibrio

Legge sulla distribuzione delle cariche: √q₁q₃=√q₁q₂ √q₂q₃

Sotto l'azione della forza di Coulomb, il problema dell'equilibrio delle cariche è lo stesso del problema dell'equilibrio degli oggetti in meccanica.

Quando due corpi carichi si muovono l'uno rispetto all'altro, l'entità della forza di Coulomb cambia al variare della distanza tra i corpi carichi. Man mano che il movimento avviene e procede, la situazione della forza del corpo carico cambia e la situazione della forza influenzerà a sua volta lo stato di movimento. Pertanto, la caratteristica di questo tipo di problema è che in questo caso forza e movimento si limitano a vicenda , il corpo carico La chiave per risolvere questo tipo di problema è il movimento ad accelerazione variabile Si tratta di utilizzare la seconda legge di Cow per analizzare chiaramente la relazione tra movimento e forza.

Non c'è movimento relativo tra i due corpi carichi. In questo momento, la forza di Coulomb è una forza costante. In questo caso, il corpo carico si muove solitamente in linea retta a una velocità uniforme. e il "metodo di isolamento" può essere utilizzato per analizzare la forza e il movimento del corpo carico.

Il movimento ad accelerazione variabile comporta il problema del valore critico dinamico, ovvero solitamente la velocità assume il valore massimo quando l'accelerazione è zero. Se si tratta del valore massimo o del valore minimo dipende dallo stato di movimento dell'oggetto nel momento iniziale e il rapporto tra il movimento successivo e la relazione di forza

Definizione: un campo elettrico è una sostanza oggettiva speciale che esiste attorno alle cariche e può trasmettere interazioni tra cariche. Il concetto di "campo" è stato proposto per la prima volta da Faraday.

Proprietà di base: Ha un potente effetto sulla carica posta al suo interno. La forza del campo elettrico sulla carica è chiamata forza del campo elettrico.

L'interazione tra le cariche è realizzata da un campo elettrico

Finché un oggetto è carico, nello spazio attorno ad esso deve esserci un campo elettrico

Intensità del campo elettrico: il rapporto tra l'intensità del campo elettrico F sperimentato da una carica di prova posizionata in un certo punto del campo elettrico e la quantità di carica q che trasporta è chiamato intensità del campo elettrico in quel punto, o intensità del campo in breve, rappresentato dalla lettera E.

Formula di definizione: F=F/q (applicabile a tutti i campi elettrici)

Unità: nel sistema internazionale di unità, è Newton/colonna (N/C), Volt/metro (V/m)

L'intensità del campo è una quantità fisica definita dal metodo di definizione del rapporto. Le sue dimensioni non hanno nulla a che fare con le quantità fisiche F e q utilizzate per definirla. È semplicemente uguale numericamente a F/q (quando si utilizza questa formula per calcolare l'intensità del campo, F e q si riferiscono entrambi al valore assoluto), la sua grandezza è determinata dal campo elettrico stesso

Significato fisico: utilizzato per caratterizzare la capacità di un campo elettrico di esercitare una forza su una carica

Assolutezza: quando viene determinata la carica originale del campo, vengono determinate l'intensità del campo e la direzione di ciascun punto nello spazio.

L'intensità del campo è un vettore che stabilisce che la direzione dell'intensità del campo in un certo punto del campo elettrico è la stessa direzione della forza del campo elettrico sperimentata dalle cariche positive in quel punto e opposta alla direzione del campo elettrico. forza di campo sperimentata dalle cariche negative in quel punto.

La direzione dell'intensità del campo può essere determinata dalle proprietà delle linee del campo elettrico Se la linea del campo elettrico è una linea retta, allora la direzione dell'intensità del campo in un certo punto sulla linea del campo elettrico è la direzione indicata dalla linea del campo elettrico; Se la linea del campo elettrico è una curva, la direzione della tangente in un punto della curva rappresenta la direzione dell'intensità del campo in quel punto

Espressione: E=kQ/r² Q è la quantità di carica della carica della sorgente di campo r è la distanza dal punto alla carica della sorgente del campo

Direzione: quando la carica della sorgente del campo è una carica positiva, la direzione dell'intensità del campo di un certo punto è lontana dalla carica della sorgente del campo lungo il punto e dalla carica della sorgente del campo; quando la carica della sorgente del campo è una carica negativa, la direzione dell'intensità del campo di un certo punto è lungo la linea con la carica della sorgente del campo. La linea punta alla carica della sorgente del campo

Condizioni applicabili: (1), vuoto (2), carica puntiforme stazionaria

Metodo di calcolo

Confrontare

Principio: l'intensità del campo elettrico in un certo punto del campo elettrico è uguale alla somma vettoriale delle intensità del campo generato in quel punto quando tutte le cariche puntiformi attorno al punto esistono da sole.

La sovrapposizione delle somme vettoriali delle intensità di campo segue la regola del parallelogramma per i vettori

Metodo equivalente Trasforma scenari di campo elettrico complessi in scenari di campo elettrico semplici o familiari garantendo lo stesso effetto

Simmetria Il campo elettrico formato utilizzando cariche distribuite simmetricamente nello spazio ha le caratteristiche della simmetria

Metodo dei microelementi Dividere il corpo carico in molte piccole unità, utilizzare la formula di calcolo dell'intensità del campo di carica puntiforme per trovare l'intensità del campo di una certa micro unità, quindi utilizzare il metodo di simmetria per sovrapporre le intensità del campo di ciascun microcerchio per trovare l'intensità del campo del corpo carico.

legge sul risarcimento Stabilire un modello fisico basato sulle condizioni fornite nel problema

Metodo delle ipotesi estreme (analisi qualitativa delle caratteristiche di distribuzione dell'intensità del campo)

Le linee del campo elettrico iniziano da una carica positiva, o infinito, e terminano all'infinito, o carica negativa

Le linee del campo elettrico non si intersecano, non sono tangenti e non sono chiuse nel campo elettrico

Nello stesso campo elettrico, l'intensità del campo elettrico è maggiore dove le linee del campo elettrico sono più dense; dove le linee del campo elettrico sono più sparse, l'intensità del campo elettrico è minore;

La direzione tangente di un punto sulla linea del campo elettrico rappresenta la direzione dell'intensità del campo elettrico in quel punto

Il potenziale elettrico diminuisce gradualmente lungo la direzione della linea del campo elettrico

Le linee del campo elettrico e le superfici equipotenziali sono perpendicolari tra loro nel punto in cui si intersecano

Determina la direzione dell'intensità del campo elettrico: la direzione tangente di qualsiasi punto sulla linea del campo elettrico è la direzione del campo elettrico in quel punto

Determinare la direzione della forza del campo elettrico: la direzione della forza della carica positiva è la stessa della direzione tangente della linea del campo elettrico in quel punto, e la direzione della forza della carica negativa è opposta alla direzione tangente del campo elettrico linea in quel punto.

Determinare l'intensità del campo elettrico (qualitativo): l'intensità del campo elettrico è grande dove le linee del campo elettrico sono dense e l'intensità del campo elettrico emesso dalle linee del campo elettrico è piccola. Questo può quindi essere utilizzato per determinare l'entità della forza e l'accelerazione della carica.

Determina il livello del potenziale elettrico e la velocità della diminuzione del potenziale elettrico: il potenziale elettrico diminuisce gradualmente lungo la direzione della linea del campo elettrico e la direzione dell'intensità del campo elettrico è la direzione in cui il potenziale elettrico diminuisce più velocemente.

carica puntiforme

Due accuse uguali

Linee del campo elettrico per altri campi elettrici comuni

La relazione tra intensità del campo, forza del campo elettrico, accelerazione e potenziale elettrico può essere giudicata dalla densità delle linee del campo elettrico.

L'entità dell'energia potenziale elettrica e dell'energia cinetica, nonché gli aspetti positivi e negativi del lavoro, devono essere giudicati fornendo relazioni funzionali, teorema dell'energia cinetica e conservazione dell'energia. Se la particella carica è influenzata solo dalla forza del campo elettrico durante il movimento, la quantità totale della forza elettromotrice e dell'energia cinetica della particella rimane invariata, la forza del campo elettrico compie un lavoro positivo, l'energia cinetica aumenta e l'energia potenziale elettrica diminuisce

Quando una particella carica compie un movimento curvo in un campo elettrico, poiché la direzione della forza risultante punta verso il lato concavo della traiettoria, è possibile determinare la direzione del campo elettrico o la direzione dell'intensità del campo elettrico e sessuale della particella.

Disegna la "linea di velocità" (la linea tangente della traiettoria di movimento nella posizione iniziale) e la "linea di forza" (la direzione tangente della linea del campo elettrico nella posizione iniziale) e analizza i cambiamenti nella velocità delle particelle dalla angolo tra i due.

"Discussione sulla classificazione dei tre tempi sconosciuti": il positivo e il negativo della carica, la direzione dell'intensità del campo o il livello del potenziale della superficie equipotenziale, la direzione del movimento della carica, o uno qualsiasi di essi è noto, e le varie quantità da determinare possono essere analizzate in sequenza; se non le conosci tutte e tre, devi utilizzare il metodo ipotetico per discutere ciascuna situazione separatamente.

Il rapporto tra l'energia potenziale elettrica delle cariche in un certo punto del campo elettrico e la loro quantità di carica

Definizione: φ=Ep/q

Fuori scala: il potenziale elettrico è una quantità scalare, che può essere divisa in positiva e negativa. Il suo positivo (negativo) significa che la TV in questo punto è superiore (inferiore) al punto di potenziale zero.

Relatività: il potenziale elettrico è relativistico. Il potenziale elettrico nello stesso punto è diverso a seconda del punto di potenziale zero. Di solito il potenziale elettrico all'infinito o sulla terra è zero.

La forza del campo elettrico che muove la carica tra due punti qualsiasi sulla stessa superficie equipotenziale non funziona.

La superficie equipotenziale deve essere perpendicolare alle linee del campo elettrico, cioè perpendicolare alla direzione dell'intensità del campo elettrico.

Le linee del campo elettrico partono sempre da una superficie equipotenziale con potenziale elettrico maggiore verso una superficie equipotenziale con potenziale elettrico minore.

Dove le superfici equipotenziali aritmetiche sono più dense, l’intensità del campo elettrico è maggiore e, viceversa, l’intensità del campo elettrico è minore.

Definizione: l'energia potenziale di una carica in un certo punto del campo elettrico è uguale al lavoro svolto dalla forza del campo elettrico quando si sposta la carica da quel punto al punto a potenziale zero.

La relazione tra il lavoro compiuto dal campo elettrico e la variazione dell'energia potenziale elettrica: il lavoro compiuto dal campo elettrico è pari alla riduzione dell'energia potenziale elettrica

Analisi qualitativa

Calcolo quantitativo