§2 电场和电场强度(12物本)1.5.ppt

带电体 也可以分解成两个坐标轴进行求解。 笛卡尔----两个物体相互作用，之间必须要通过某种介质或媒介----媒介来自哪里？ ---客观存在的 * * §2 电场和电场强度 电场与电场强度 场强叠加原理 叠加法求场强 温州大学物理与电子信息工程学院 内容提要 一. 电场与电场强度 1. 电场 问题: 两个点电荷的相互作用是怎么发生的呢？ 电场 答: 近距作用：需要弹性介质 通过电荷自身产生的电场产生相互作用 超距 VS 近距 ？ 温州大学物理与电子信息工程学院 + + F r 超距作用：不需媒介、不需时间 近距作用：需要弹性介质— “以太” —传递速度:3×108 m/s —没有以太存在的证据 观点 反驳 电场的概念 温州大学物理与电子信息工程学院 (2) 对位于其中的带电体有力的作用—电场力 (1) 带电物体相互作用的媒介 (3) 电场是一种物质，具有动量和能量的属性 静电场：相对于观测者静止的电荷在其周围空间所激发的场。 电场 + + F r 在不同的参考系中观察同一个电荷, 它的运动行为不同,激发的场也不同. 电场的特点 (3) 电场可以脱离电荷独立存在 一. 电场与电场强度 2. 电场强度 单位： 定义：电场强度是一个矢量，大小等于单位电荷在该处所受的电场力，方向与正电荷在该处所受的电场力的方向一致。　　 检验电荷 温州大学物理与电子信息工程学院 说明：电场强度的大小与检验电荷无关，而与场源电荷有关。　　 电场强度的定义 一. 电场与电场强度 = = 在电场中任一位置处： 温州大学物理与电子信息工程学院 点电荷的电场强度 一. 电场与电场强度 + 方向： 问题：在地球表面上通常有一竖直方向的电场，电子在此电场受到一个向上的力，则电场强度方向是朝上还是朝下？ 答：根据电场强度的定义 一. 电场与电场强度 1.电场强度的叠加原理 二. 场强叠加原理 温州大学物理与电子信息工程学院 某电荷 在点电荷 所共同激发的电场中所受的力为： 场强叠加原理：点电荷组在某点产生的场强等于各个点电荷单独在该点产生的场强的矢量和． 电场力服从矢量叠加原理 2. 点电荷系的场强叠加 温州大学物理与电子信息工程学院 二. 场强叠加原理 两点电荷+q和-q，相距 l， 的方向由-q指向+q，当考察点至两电荷的距离 rl 时，两点电荷可视为一电荷对，称为电偶极子。 是极轴; 定义电偶极矩： （简称电矩）， 电偶极子 +q -q P O 电偶极子 二. 场强叠加原理 例题 电偶极子是由两个大小相等，符号相反的点电荷 和 组成的点电荷系．从负电荷到正电荷的矢量线段 称为电偶极子的臂．电荷 和臂 的乘积 称为电偶极矩，简称电矩．求电偶极子中垂线上任一点的电场强度． 温州大学物理与电子信息工程学院 解 ① 正负点电荷的场强分别为 二. 场强叠加原理 温州大学物理与电子信息工程学院 二. 场强叠加原理 练习： 请计算连线上的场强 ② P 在坐标原点及 点分别放置电荷 及 的点电荷，求在P 处的场强（坐标单位为m） 练习 解 E1和E2方向如图 二. 场强叠加原理 P 二. 场强叠加原理 温州大学物理与电子信息工程学院 问题：与点电荷系的场强处理有什么不同？如何求解？ 答：将连续带电体分割成电荷元再进行积分。 步骤： 3. 连续带电体的场强叠加 二. 场强叠加原理 带电曲面 带电曲线 体元 面元 线元 二. 场强叠加原理 温州大学物理与电子信息工程学院 线元： 面元： 体元： 不同形状的电荷元电量表示 电荷线密度： 电荷面密度： 电荷体密度： P 注意： 不同电荷元的dq可能不同，距离场点的r也不同，dE的方向也不同 二. 场强叠加原理 温州大学物理与电子信息工程学院 a P 它在空间一点P产生的电场强度 （P点到杆的垂直距离为a,与端点夹角为?1和?2) 解 dq r ? ?2 ?1 例题 长为L的均匀带电直杆，电荷线密度为? 求 解题步骤 ①. 分析对称性，建坐标，取电荷元 ②. 确定 的大小和方向 ③. 将 投影到坐标轴上 x y O ? ④. 各分量积分 是变量，而线积分只要一个变量 由图上的几何关系 选θ 作为积分变量 a P dq r ? ?2 ?1 x y O ? 当直线长度 无限长均匀带电直线的场强： { x O 当P在线段中点： a P ?2 ?1 x y O 温州大学物理与电子信息工程学院 讨论 温州大学物理与电子信息