电偶极子的电场.pptVIP

§1.3 静电场 高斯定理给出电场线有如下性质： 电场线发自于正电荷， 证： 则： 若P点有电场线终止， 终止于负电荷， 在无电荷处不间断。 ? S P ? S P 有 qp 0。 设P点有电场线发出 同理， * 电荷之间存在相互作用力, 这种作用如何实现? 电场传播速度有限否定了“超距”说 最早,有“超距”作用说,,认为其作用力不需介质传递, 也不需时间传递 电荷 电荷 本世纪初,一系列作为狭义相对论基础的实验事实,否定了“以太”存在,提出了场的概念,认为带电体周围存在电场,其他带电体所受电力是电场给予的. 电荷 电荷 场 场是一种客观存在, 是物质的一种形态 静电场对外表现有: (1) 引入电场中的任何带电体都将受到电场所作用的力 (2) 电场使引入电场中的导体或电介质产生静电感应或极化现象 (3) 带电体在电场中移动时,电场对带电体作功,表示电场有能量 电场强度 电场中任一处电场的性质,可引入试验正电荷 来进行研究 试验电荷应满足: (1) 电荷量足够小,不影响原电场 (2) 几何线度充分小,可祝为点电荷 将 放入场中不同点, 所受力的大小和方向一般不同,说明场是空间分布 若放置在同一点, 增加一倍,电场力F也增加一倍, 即: 常矢量 说明这个常矢量只与电场中处位置有关,而与 的大小.正负无关,它反映 了各确定点电场本身的性质 定义: 电场强度 若 即E的大小与方向等于单位正电荷在该点所受的力的大小与方向 的单位是 或 场强叠加原理 若电场是由点电荷系 产生, 所受力分别为 受合力 两边同除 场强叠加原理 表述: 电场中任一点处的总场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和 五. 场强的计箅 (1) 点电荷的场强 P点 若电场由q产生,把一电荷 放在距q为r处的p点 受力: P点场强 点电荷产生的电场分布具有球对称性 (2) 点电荷系的场强 电场由 产生,P点相对于各点电荷矢径为 各点电荷在P点单独产生的场强为: 矢量迭加 P点的总场强为 (4) 电荷连续分布的带电体产生的场强 任意带电体上的电荷分布,可看作由许多极小的电荷元dq的集合 dq在P点产生的场强 整个带电体在P点产生的场强 电荷分布的三种形式: 体分布 体密度为 面分布 面密度为 线分布 线密度为 例1.电偶极子 （electric dipole）的场强 电偶极子： × P r l · -q l +q · 点电荷所组成的电荷系 一对靠得很近的等量异号的 电偶极子是个相对的概念， 它也是一种实际的物理模型 （如有极分子） 。 求电偶极子中垂线和延长线上点的场强。 x y o 解：（1）求延长线上点的场强 讨论 电偶极矩 电偶极矩的方向为负电荷指向正电荷 （2）解：中垂线上点的场强 根据对称性有： 讨论 说明：（1）电偶极子的电场 （2）电偶极子应用广泛，如原子分子物理，无线电物理中应用极大 例2、求均匀带电细棒中垂面上电强的分布 x y o p x x+dx 解：设棒长 带电量为q 如图建立坐标，考察中垂面上任一点p，根据对称性，带电棒电荷在p点的场强在x方向为零，合成的场强只有在y方向的分布。 则电荷密度为 棒上dx电荷元所产生的场强为 讨论 例3、求均匀带电圆环中心轴上任意点的场强 x y z o R dq 解：已知圆环半径R，带电量q 如图建立坐标系，取电荷元 P 电荷元在P点场强 整个带电圆环在P的场强 电荷分布关于x轴对称 方向为x轴 讨论 相当于点电荷电场 例4、求均匀带电圆盘的中心轴线上的场强 x y z x 解：设圆盘的半径为R，带电量为q 把圆盘分成若干细圆环： 利用上例结果可得 电荷元 整个圆盘在中心轴线上的场强为： 方向为x轴 讨论：上述结论可推广 （1）均匀带电环形板中心轴线上的场强 R1 R2 （2）带圆孔的均匀带电无限大平板中心轴线上的场强 （3）无限大带电平板外任一点的场强 例5、计算电偶极子在均匀电场中所受的力矩 解：电荷产生电场，电场对电荷施加电场力 o 正电荷受力 负电荷受力 正负电荷受力作用线不同，因而形成一力偶矩 对于偶极子中点o §1.5 电场线 1.5.1.电场线（ 线） 1. 线上某点的切向 线 切线 2. 线的密度给出 的大小。 ? 即为该点 的方向； 为形象地描写场强的分布，引入 线。 带正电的点电荷 电偶极子 均匀带电的直线段 几种电荷的 线分布： 1.5.2 静电场中的电力线性质: 不形成闭合曲线,不中断,起自正电荷,止于负电荷 任何两条电力线不会相交 电力线疏密表示场强的大小 几种电荷的 线分布的实验现象： 单个点 电 极 正 负 点 电 极 两 个 同 号 的 点 电 极 单 个 带