第1章真空中静场1(电场强度).ppt

电荷线密度 ? 解：建坐标如图 例 长为l 的 均匀带电直线，电荷线密度为? 求：如图所示 P 点的电场强度 在坐标 x 处取一长度为dx 的电荷元 电量为 电荷元到场点P距离为r 电荷元 ?dx 在 P 点的场强方向如图所示 大小为 ? 各电荷元在 P 点的场强方向一致 ? 场强大小直接相加 自解 方向：导线延线 例 均匀带电细棒的电场。 已知：电荷线密度 场点 求： 解：建立坐标系 取： 方向：与 夹 角 大小： 各电荷元在 点场强方向不同，应该用分量积分： 统一变量： 得： 讨论：对靠近直线场点 即理想模型—无限长带电直线场强公式 ： 练习：P.207 8-10 （a） 已知： 求： 所受无限长带电 直线的力 A B 由对称性： 解：建立如图坐标. 在 上坐标 处取电荷元 无限长带电直线在 处的场强 受力大小 A B o x dq x 正电荷q均匀分布在半径为R的圆环上. 计算通过环心点O并垂直圆环平面的轴线上任一点P处的电场强度. 解 （1） （2） （3） 讨 论 例2 有一半径为R，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. * 电 磁 学 第1章 真空中的静电场 §1 库仑定律 §2 电场 电场强度 §3 静电场的高斯定理 §4 静电场的环路定理 电势 §1 库仑定律 一、 基本认识 二、库仑定律 对电荷的基本认识 两种－－ 正 负 电荷量子化 电量是相对论 不变量 §1 库仑定律 一、基本认识 原子是电中性的,原子核中的中子不带电、质子 带正电、核外电子带负电，并且所带电量的绝对值相等。自然界中有两种电荷：正电荷、负电荷。 密立根（R.A.millikan )用液滴法测定了电子电荷，电子是自然界中存在的最小负电荷, 1986年的 推荐值为：e =1.602 177 33×10-19 C 电荷量子化是个实验规律。 实验证明微小粒子带电量的变化是不连续的，它只能是元电荷 e 的整数倍 , 即粒子的电荷是 量子化的： Q = n e ; n = 1, 2 , 3,… 2.基本实验规律 1） 电荷守恒定律 2） 电力叠加原理 库仑 (C.A.Coulomb 1736 ?1806） 法国物理学家，1785年通过扭秤实验创立库仑定律, 使电磁学的研究从定性进入定量阶段. 电荷的单位库仑以他的姓氏命名. 二、库仑定律 1785年，库仑通过扭称实验得到。 1.表述 在真空中， 两个静止点电荷之间的相互作用 力大小，与它们的电量的乘积成正比，与它们 之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着它 们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。 从施力电荷指向受力电荷 若两电荷同号 斥力 若两电荷异号 吸引力 方向 方向 2 . 物理上如何处理 K 的取值 一般情况下根据单位制来处理K的取值问题： 1) 如果关系式中除K以外，其它物理量的单位 已经确定，那么只能由实验来确定 K 值。 ? K 是具有量纲的量 如万有引力定律中的引力常量G 2) 如果关系式中尚有别的量未确定单位， 为了使定律的形式简捷 就令 K=1 。 ? K 是无量纲的量 如牛顿第二定律中的K 第二种 高斯制中 当时电量的单位尚未确定 ?令 K = 1 库仑定律的形式简单 库仑定律中的K有两种取法 第一种 国际单位制中 施力 受力 3. SI中库仑定律的常用形式 令 （有理化） 真空中的介电常数或真空电容率 例1：三个点电荷q1=q2=2.0×10-6C , Q=4.0×10-6C ， 求q1 和 q2 对Q 的作用力。 解： q1 和 q2对Q 的作用力的 方向虽然不同，但大小相等： 由对称性可以看出两个力在 y 方向的分力大小相等，方向相反而相互抵消，Q 仅受沿x方向的作用力： q1 q2 Q y x o r1 r2 0.3 0.3 0.4 θ Fx F1 F2 Fy §2 电场 电场强度 一、电场 二、电场强度 三、电场强度的计算 一 静电场 静电场: 静止电荷周围存在的电场 电 荷 电 场 电 荷 物 质 实物 场 早期：电磁理论是超距作用理论