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① 60 年代以来,在高能物理的研究中提出了一个设想,认为质子,子等粒子是由更基本的层子(或夸克)
组成的,层子所带电量是元电荷的 1/3 或 2/3.但是,人们一直还没有在实验中观察到层子.
二,电场强度 电场线 电 场 任何力的作用都离不开物质.手推桌子,手对桌子的推力直 接作用在桌子上.马拉车,马对车的拉力是通过绳子作媒介.两个电荷 相互作用时并不直接接触,它们之间的相互作用也是通过别的物质作媒 介而发生的,这种物质就是电场. 只要有电荷存在,在电荷的周围就存在着电场.把一个电荷放入电 场中,它就要受到力的作用,这种力叫做电场力.A,B 两个电荷相互作 用时, 电荷受到的 B 电荷的作用,实际上是 B 电荷的电场对 A 电荷的作 A 用.同样,B 电荷受到的 A 电荷的作用,实际上是 A 电荷的电场对 B 电荷 的作用. 电 场 强 度 电场的最基本的性质是它对放入其中的电荷有力的作 用.我们研究电场,就希望知道电荷在电场中受到的电场力. 假设有一个由正电荷 Q 产生的电场(图 1-2).把另一个电量为 q 的正电荷先后放在离 Q 远近不同的 A 点和 B 点, 在这两点受到的电场力 q FA 和 FB 不同.这是因为电场中不同点处的电场强弱不同.电学中用单位 电荷在电场中某点所受的电场力来表示电场的强弱.如果电荷 q 在电场 中某一点受到的电场力为 F,比值 F/q 等于单位电荷在该点受到的电场 力.我们可以用这个比值来定义电场强度. 放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值,叫做 这一点的电场强度,简称场强,通常用 E 表示,即
F E = . q 电场强度的单位是牛每库,符号是 N/C.电场中的某一点,如果 1 库的电荷在该点受到的电场力是 1 牛,这一点的电场强度就是 1 牛每库. 电场强度跟力一样,也是矢量.我们规定电场中某点的场强方向跟 正电荷在该点所受电场力的方向相同. 电场线 如果能够用图形把电场中各点场强的大小和方向形象地表 示出来,这对我们认识电场是很有好处的.英国物理学家法拉第( 1791～ 1867)提出了用电场线来表示电场的方法,现在被普遍地采用着. 在任何电场中,每一点的场强 E 都有一定的方向,所以我们可以在 电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一 点的切线方向都跟该点的场强方向一致, 这些曲线就叫做电场线. 1-3 图 是一条电场线,它上面的 A,B 点处的场强 EA ,EB 在各该点的切线上,方 向如图中箭头所示.
 电场线的形状可以用实验来模拟,把奎宁的针状结晶或头发屑悬浮 在蓖麻油里,再放入电场中,就可以看到微屑按照场强的方向排列起来 (见插页图 1),形成电场线.应该注意,虽然我们可以用实验来模拟电 场线,但电场线并不是电场里实际存在的线,而是人们为了使电场形象 化而假想的线. 图 1-4 是点电荷的电场线, 1-5 是两个等量的点电荷的电场线. 图 从 图中可以看出,在离产生电场的电荷较近的地方,也就是场强越大的地 方,电场线越密.所以,用电场线来表示电场时,场强越大的地方电场 线越密,场强越小的地方电场线越稀.

练习二 (1)请你判断下面一些说法的对错 ①电荷在某点受到的电场力越大,该点的电场强度越大; ②电场强度的方向总是跟电场力的方向一致; ③负电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向相反. (2)真空中有一个电场,在这个电场中的某一点放入电量为 5.0× -9 C 的点电荷,它受到的电场力为 3.0×10-4 N,求这一点处的电场强度 10 的大小. (3)电场中某点的场强是 4×104 N/C,电量为 5×10-8 C 的点电荷在 该点受到的电场力是多大. (4)在图 1-6 中,标出了电场线的方向.
①在图甲中,正电荷 q 所受电场力的方向是自____向____,电场强 度的方向是自____向____. ②在图乙中,负电荷 q 所受电场力的方向是自____向____,电场强 度的方向是自____向____. (5)图 1-7 是某区域的电场线图,A,B,C 是电场中的三个点.
①哪一点的场强最大 哪一点的场强最小 ②画出各点场强的方向.
三,电势差 电势差 我们在初中学过电压,这里讲的电势差就是电压.电势差 是电学中一个很重要的物理量,因为它跟电场力移动电荷做功有关,而 我们利用电就是要利用电流来做功;电流做功实际是电场力移动电荷做 功. 我们知道,物体在重力作用下,要从位置高处向位置低处移动,移 动过程中重力要做功;做功的多少跟这两处的高度差有关系,高度差越 大,所做的功越多.在电场里,电荷在电场力作用下也要发生移动,移 动过程中电场力也要做功.电荷在电场力作用下从一点移动到另一点时, 电场力做功的多少跟这两点间的电势差有关系,电势差越大,所做的功 就越多.可见,电势差跟高度差有些相似.如果电荷 q 在电场中从一点 移动到另一点, 电场力做的功是 W, 那么比值 W/q 就是这两点间的电势差, 电势差通常用 U 表示,即 电荷在电场中两点间移动时,电场力所做的功跟它的电量的比 值,叫做这两点间的电势差,也叫电压. W U= . q 两点间的电势差等于单位电荷从其中一点移动到另一点电场力所做 的功. 在国际单位制中,电势差的单位是伏特,简称伏,符号是 V.1 库电 荷从电场中的一点移动到另一点,如果电场力做了 1 焦的功,这两点间 的电势差就是 1 伏. 知道了两点间的电势差,利用上面的公式,就可以求出在这两点间 移动任意电荷时电场力所做的功,W=qU. 电势能 地球上的物体,具有重力势能.当物体在重力的作用下, 从一点移动到另一点时,重力对物体做功,物体的重力势能减少.重力 对物体做了多少功,物体的重力势能就减少多少.减少的势能转化成物 体的动能或其他形式的能.与此相似,电场中的电荷也具有势能,叫做 电势能,通常简称为电能.当电荷在电场力的作用下,从一点移动到另 一点时,电场力对电荷做功,电荷的电势能减少.电场力对电荷做了多 少功,电荷的电势能就减少多少. 如果电场中两点间的电势差为 U, 电荷 q 在电场力作用下从一点移动 到另一点时,电场力做的功 W=qU,电荷减少的电势能Δε=W=qV.减少的 电势能转化成电荷的动能或其他形式的能. 练习三 -8 C 的电荷,从电场中的 A 点移动到 B 点, (1)将一电量为 1.0×10 电场力做了 2.4×10-6 J 的功,求 A,B 两点间的电势差. (2)电场中 A,B 两点间的电势差是 30V,在电场力的作用下,电量 为 1.2×10-8 C 的电荷,从 A 点移动到了 B 点.电场力做的功是多少

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