[物理]大学物理7-2 电场强度.ppt

* 7 – 2 电场 电场强度 第七章 真空中的静电场 * 一 静电场 实验证实了两静止电荷间存在相互作用的静电力(电性力)，但其相互作用是怎样实现的？ 超距作用观点，虽然很快 ，但仍需时间. 超距作用 电 荷 电 荷 1 超距作用观点 超距作用：一个电荷对另一电荷的作用无需经中间物传递，而是超越空间直接地瞬时地发生的. 静电场 这一种观点是需弹性“以太”介质，而该介质不存在. 2 近距作用观点 近距作用：一个电荷对另一电荷的作用是通过空间某种中间物为媒介，以一定的有限的速度传递过去的. 电 荷 电 荷 近距作用 电 荷 电 场 电 荷 3 近距作用观点——电场。 电场是一种特殊形态的物质 电场的物质性：具有能量、动量等属性． 实物 物 质 场 电磁信号 二 电场强度 电场中某点处的电场强度 等于位于该点处的单位试验电荷所受的力，其方向为正电荷受力方向. 电荷 在电场中受力 　（试验电荷为点电荷、且足够小,故对原电场几乎无影响） ：场源电荷 ：试验电荷 定义： 单位 或 三 电场强度的计算 1 点电荷的电场强度 解 例1 把一个点电荷（ ）放在电场中某点处，该电荷受到的电场力为 ，求该电荷所在处的电场强度. 大小 方向 2 电场强度的叠加原理 由力的叠加原理得 所受合力 点电荷 对 的作用力 故 处总电场强度 电场强度的叠加原理 代入数据得 代入数据得 例2 在直角坐标系原点O及 点分别放置电荷，如图所示。求场点 处的场强。已知 解： 在P点激发的场强 在P点激发的场强 总分电场强度 总电场强度 总场强 、 在坐标轴上的分量 由电场强度的叠加原理得 总场强 另外解法： 利用 故 电偶极矩（电矩） 例7-1 电偶极子的电场强度 电偶极子的轴 讨 论 （1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度 （2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度 电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度（另外方法） 电荷连续分布情况 电荷体密度 点 处电场强度 电荷面密度 电荷线密度 计算步骤： （1）选取电荷元 （2）元场强 （3）矢量分析 （4）积分 （5）总场强 大小 方向 解 如图如示，取棒的中点为坐标原点O，x轴沿细棒向右，y轴沿棒的中垂线向上。场点P在y轴上距O点的距离为r。 例7-2 计算长为 L，带电量为 q 的均匀带电细棒中垂线上的场强。 电荷线密度 在细棒上任取一电荷元 在P点产生的场强大小 电荷分布关于O点对称，取另一电荷元 相等，它们在x轴方向的分量大小相等，方向相反，互相抵消，合场强沿y轴方向，大小为 ，其中 关于O点与dq对称，在P点产生的场强 与 大小 P点的总场强 方向沿y轴正方向。 当Lr时， 得 当细棒为无限长时，任何垂直于棒的垂线都可看成是中垂线，与棒相距为r的所有点的场强大小都是 方向都垂直于棒，在垂直于带电棒的平面内呈辐向分布。 当Lr时 恰好是点电荷场强公式。 解 例7-3 正电荷 均匀分布在半径为 的圆环上.计算在环的轴线上任一点 的电场强度. 由对称性有 讨 论 （1） （点电荷电场强度） （2） （3） 例7-4 均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度. 解 由例7-3 有一半径为 ,电荷均匀分布的薄圆盘,其电荷面密度为 . 求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度. （点电荷电场强度） 讨 论 无限大均匀带电平面的电场强度 例7 半径为R的均匀带电细半圆环，电荷线密度为 求其圆心处的电场强度。 解： （1）电荷元 其在O点的电场强度为 带电细半圆环是关于y轴对称 故有 总场强 电场强度的方向与x轴平行 .