[理学]第2章 静电场1 库仑定律与电场强度.ppt

* -q -q q0 * 注 意 空间是否存在电场以及电场的强弱和方向，与试验电荷q0无关，而由电场本身决定。 在电场中，空间每一点都相应有一个矢量 ，它是一点函数，记作 。 若已知电场中某点的场强 ，则点电荷q0 在该点受的力为 。 * 1.由 ，是否能说 与 成正比，与q0成反比？ 讨论 2. 一总电量为Q 0 的金属球，在它附近P 点产生的场强为 将一点电荷q 0 引入P点，测得q 实际受力 与q 之比是大于、小于、还是等于P点的 ？ * qn qi q3 q2 q1 r2 ri rn r1 r3 q0 3.场强叠加原理 点电荷系 力的叠加 * 点电荷系 场强的叠加 电场中任一点的场强,为各电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和. * ★连续分布电荷的场强 根据 场强迭加原理 P dV 任取体积元 dv， 视为点电荷dq dq 把带电体看作是由许多个电荷元组成，然后利用场强叠加原理。 * 连续带电体 点电荷系 连续带电体 * dq = 线分布 为电荷线密度 面分布 为电荷面密度 体分布 为电荷体密度 运用叠加原理求场强时,电荷元的取法: * 线分布： 面分布： 体分布： 点分布： * 的计算方法与步骤： 1) 选择适当的坐标系 2) 确定元电荷和元电场 3) 分析对称性：向量→标量 5) 近似、化简 4) * 例1 真空中一均匀带电直线，电荷线密度为 ? 。线外有一点 P ，离开直线的垂直距离为 a ，P 点和直线两端连线的夹角分别为 ?1 和 ?2 。求 P 点的电场场强。 解： dq = ? dx a y x P ?1 ?2 o ? dE dEx dEy r dx x * a y x P ?1 ?2 o ? dx x dE dEx dEy r * 无限长带电直线： ?1 = 0 ，?2 = ? 方向如图所示。 讨论： 没有Ex了，只有垂直于电线方向的电场！乘发射状，当电线无限长时。 * 例2 求均匀带电圆环轴线上的电场场强，q, R已知. 解：1. 建立坐标系 3. 写出分量式 4. 分析对称性 或 2. 任取电荷元 x P 方向如图 * 3. 当xR , 当x ?∞ ,E= 0 。 讨论 1.当x=0（环心处）,E= 0 ; 2. 最大值： * 例3 求均匀带电半圆环圆心处的场强，已知R、?。 根据对称性： 解：电荷元dq 产生的场强： * 例4 求总电量Q ,半径R 的均匀带电圆盘轴线上的场强。 当R x 无 限 大 带电平面场强 d r x x p 解：平面视为许多同心圆环组成 * 典型结论 点电荷的场强分布 无限长均匀带电直线场强分布 均匀带电圆环轴线上的场强分布 无限大均匀带电平面的场强分布 两块无限大均匀带电平面之间的场强分布 * ★作业★ 2-3 * 电荷的周围存在着一种特殊的物质，叫做电场。它跟固态、液态、气态的物质不一样，看不见、摸不着，是一种特殊形态的物质。两个电荷之间的相互作用并不是电荷的直接作用，而是一个电荷的电场对另一个电荷所发生的作用。 * 　　超距作用是指在两个“同谋”粒子间，无论互相距离多远，只要改变其中一个粒子的状态，另一个粒子的状态也会立即改变。 这种现象早先在ERP佯谬( EPR paradox )思想实现中被提，于1982年由法国物理学家阿斯派克特( Alain Aspect )的实验首次证实。 (/qbbs/ShowAnnounce.asp?boardID=4RootID=2125ID=2132) * ★ 两个定理： 高斯定理、环流定理。 本章研究真空中静止电荷产生的电场--真空中静电场的性质和规律。 静电场：相对于观察者静止的电荷产生的电场。 ★ 两个物理量： 场强、电位。 ★ 一个实验定律：库仑定律。 第二章 静电场 * §2.1 库仑定律与电场强度 §2.2 静电场的无旋性与电位函数 §2.3 静电场中的导体与电介质 §2.4 高斯通量定理 §2.5 泊松方程和拉普拉斯方程 §2.6 分界面上的边界条件 §2.7 导体系统的电容 §2.8 静电场能量和静电力 第二章 静电场 * §2.1 库仑定律与电场强度 §2.2 静电场的无旋性与电位函数 §2.3 静电场中的导体与电介质 §2.4 高斯通量定理 §2.5 泊松方程和拉普拉斯方程 §2.6 分界面上的边界条件 §2.7 导体系统的电容 §2.8 静电场能量和静电力 第二章 静电场 * 电子电荷 e=1.602189246×10-19 C 真空介电常数 ★ ★