电场的力的性质
本节知识点：
知识要点
1.自然界存在着的两种电荷:即正电荷和负电荷.
2.电荷之间相互作用的规律是:同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.
3.使物体带电的方法是:摩擦起电，接触起电，感应起电.
4.点电荷:在带电体相互作用时，如带电体之间的距离远大于带电体本身的大小，则带电体本身的形状、大小对带电体的相互作用力的影响可以略去不计，这样的带电体可以处理为点电荷这一理想化模型，以简化处理方法.
5.物体带电实质:物体带电是电子迁移的结果.当一个物体内所含质子数与电子数相等时，物体对外呈电中性；当物体失去部分电子时呈带正电，当物体得到多余电子时带负电.
6.基本电荷:电子带有最小的负电荷，质子带有最小的正电荷，任何带电体所带的电量，或与最小电荷相等或是该电荷的整数倍.我们称这最小电荷为基本电荷其带电量为e＝1.60×10－19C.
7.真空中库仑定律:在真空中两个点电荷间的相互作用力和它们电量的乘积成正比，和它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.其表达式为
.
式中k为静电力常量，它表示在真空中的两个各带1C的点电荷在相距为1m时的相互作用力，大小为9×109N.
8.电场力合成时满足平行四边形定则.
9.电场:电荷周围存在着电场，电场是物质存在的有别于实体物质的又一种形式，电场能对处在电场中的电荷施加力的作用(电场力).
10.电场强度:电场强度是反映电场具有力的性质的物理量.它在数值上等于单位正电荷在电场中某点所受的电场力，规定正电荷受到的电场力的方向为电场该点的电场强度的方向.电场强度是矢量.电场强度定义式为
11.电场线:电场线是用来形象地描述电场的强弱和方向分布的假想线.
12.匀强电场:指各点电场大小、方向都相同的电场.表示匀强电场的电场线是间距相等的一组平行直线.
13.电场强度的合成:满足平行四边形法则.
14.点电荷受到的电场力的决定因素:电场的大小和点电荷本身的电量多少.
学习指导
1.对摩擦起电和接触起电的讨论.
(1)摩擦起电.摩擦起电是指通过摩擦的方法使相摩擦的两个物体带上异种电荷.例如丝绸与玻璃棒摩擦后，会使玻璃棒带上正电荷，丝绸带上负电.被毛皮摩擦过的硬橡胶棒带上负电，而皮毛带上正电.
摩擦起电的微观实质:是通过摩擦，一部分电子会从一个物体转移到另一个物体上去，原来呈电中性的物体得到多余电子而呈带负电，原来呈电中性的物体失去部分电子而呈带正电.
(2)接触起电.通过两物体相互接触而带电的过程叫接触起电.
在接触起电过程中，相接触的两个物体之间也出现了电子转移，两个完全相同的绝缘金属球原带电量为Q1和Q2，接触后，由于电子转移，两者带电将会一样.设接触后两金属球带电量分别为Q1'和Q2'，则此时有下列关系:
2.关于基本电荷.
美国学者密立根通过油滴实验发现，物体的带电量，只能是某一个基本电荷的整数倍，并测出了这个基本电荷为1.60×10-19C.现在我们知道，一个电子带有最小的负电荷，一个质子带有最小的正电荷，这个最小电荷就是基本电荷，其值为e＝1.60×10-19C.
那么，是否还有比电子电量还要小的电荷存在呢?近代的“夸克”理论(该理论认为，质子、中子其实并不基本，它们是有更小的各种“夸克”组成)预言，“夸克”上带有分数电荷(共有 ， 等四种分数电荷).该理论已为一些实验所证实，但是否存在恒定的分数电荷，还有待于理论上和实验上进一步加以证实.如果，能分离出“夸克”，将能证明分数电荷的存在.到那时，人们将需要重新认识基本电荷这一概念了.但在目前，我们仍需从基本电荷e＝1.60×10-19C这一观点出发去考虑、处理有关的问题.
3.对库仑定律的理解.
库仑定律公式: .
①这里的Q为点电荷，上述公式只适用于点电荷之间的相互作用.
②这里的r是指两点电荷之间的距离，如果两带电体不能处理为点电荷，则需要具体讨论.
③库仑定律公式，只适用于求真空中的两点电荷间的相互作用，在空气中，两点电荷间的作用力近似等于在真空中的情况，可直接应用本公式.
④库仑定律只适用于两点电荷是静止的情况，这里讲的静止，不是指电荷之间相对静止，而是指产生电场的场源电荷是相对于参考系(或观察者)静止.至于受力的电荷Q2，实验证实，受力电荷无论是静止还是运动的，都可以用库仑定律计算场源电荷对受力电荷在某一瞬时的作用力，实验也证实，库仑定律并不适用于计算运动的场源电荷对静止电荷(或运动电荷)的作用力.
⑤在一般情况下，我们仅利用此公式来计算两点电荷之间作用力的大小，而力F的方向再根据题意另行判定.所以，计算库仑力时，电量Q。、Qz只需代入绝对值即可..
⑥实体物质不能隔离场力的传递，所以，两个点电荷之间的相互作用力只与这两点电荷的电量以及它们之间的距离有关，并不会因为旁边有第三个电荷存在而发生变化.当然，如果还有第三个、第四个乃至更多电荷的存在，会使某个电荷受到的作用力与单独只有两个电荷时不同，这时就要用力的合成法去求.
⑦电场力可以与点电荷受到的其他外力平衡，也可以使点电荷获得加速度而改变运动状态.
⑧不论两点电荷所带电量是否相等，相互作用的库仑力总是遵守牛顿第三定律，即它们大小相等、方向相反，且作用在同一直线上.
4.为什么说电场强度与放入的电荷无关?
某点的电场中电场强度是反映电场具有力的性质的物理量，是由电场本身的因素，如电场的分布、该点在电场中的空间位置等所决定.只不过放入电荷后，这个性质具体表现出来了.为了具体反映出这种性质，人们采用了比值定义法，定义电场中某点E的大小等于放入该点处的检验电荷所受的电场力F和电荷电量Q的比值，这样既定义了电场强度，又便于对此进行计算.另外，也正是因为电场强度与放入的电荷电量无关，与电荷受到电场力无关，只要电场本身没有变化，电场中某点处的电场强度的大小，方向均不会受到放入的检验电荷的影响.由此也就不会得出电场中某点的电场强度与放在该点处检验电荷所受的电场力成正比，与电荷的带电量成反比的错误结论了.
