2014电磁场与电磁波2-静电场1.pdf

第二章 静 电 场（静止的电荷引起的电场） 2.1 库仑定律与电场强度 2.2 电位函数 2.3 静电场中的导体与电介质 2.4 高斯通量定理 2.5 静电场的基本方程 2.6 分界面的边界条件 2.7 导体系统的电容 2.8 静电场能量和静电力 2.1 库仑定律和电场强度  库仑定律  电场强度 库仑定律－电场 1785年，库仑（1736－1806，法国物理学家）利用扭秤 测试了真空中两个带电荷小球之间的吸引力，得出著名 的库仑定律。 库仑定律－电场 真空中两个静止的点电荷之间的作用力（静电力），与它们 所带电量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比， 作用力方向沿着这两个点电荷的连线。 q q q q R F 1 2 a 1 2 21 2 R 3 4 R 4 R 0 0 1 9 0 10 (F /m) 36 F —— 电荷q 作用于电荷q 的力。 同性相斥，异性相吸！ 21 1 2 a ——q 指向q 的距离矢量的单位矢量， R 1 2 由施力物体指向受力物体。 4 【注意】  库伦定律只能直接应用于点电荷。 点电荷是一个体积为零的带电体的理想模型。当带 电体的尺寸远远小于作用距离时，可看成点电荷。 【历史小插曲】 比库伦早11年，英国物理学家卡文迪什（Cavendish 1731-1810 ）采用同心球实验已完成了相同测试，精 度达0.02，但由于他性格孤僻，没有发表，直到19世 纪中叶，汤姆生发现其手稿，并于1879年由麦克斯 韦整理发表，晚了100年！ 电 场 没有接触的两个电荷之间的作用力通过什么传递?- 电场 法拉第指出，电力的媒介是电场，电荷产生电场； 电场对其他电荷有力的作用。 “ 电力”应为“电场力”。 产生 电场E A 作用 电荷A 电荷B 作用 电场E 产生 B 6 电场与电场强度 电场：电荷在其所处的空间中激发出的并对置于其中的 电荷有作用力的场。 电场对电荷有作用力是电场的基本性质之一。 电场强度：描述空间电场的大小和方向。 F ( x , y , z ) 定义：E ( x , y , z ) lim V/m (N/C) qt 0 qt 表示单位正电荷（试验电荷）在电场中所受到的力(F ), 它是空间坐标的矢量函数。 q : 试验电荷 （q 足够小，自身产生的电场不影响考察电场的分布） t