真空中的静电场 (5).ppt

在带电体上任取一个电荷元dq，dq在某点P处的场强为3.连续分布电荷的场强整个带电体在P点产生的总场强为第31页,共45页，星期六，2024年，5月根据电荷分布的情况，dq可表示为在直角坐标系中第32页,共45页，星期六，2024年，5月[例3]设有一长为L的均匀带电q的直线，求直线中垂线上一点的场强解：建立如图坐标系，O为直线中点，P为直线中垂线上任一点任取一长为dy的电荷元dq第33页,共45页，星期六，2024年，5月即第34页,共45页，星期六，2024年，5月第35页,共45页，星期六，2024年，5月当xL时，带电直线可视为“无限长”讨论：则当xL时，即在远离带电直线的区域即带电直线可看作点电荷q第36页,共45页，星期六，2024年，5月[例4]一半径为R、均匀带电为q的细圆环，求(1)轴线上某一点P的场强；(2)轴线上哪一点处的场强极大？并求其大小解：以圆环圆心O为原点建立如图坐标系在圆环上任取一线元dl则第37页,共45页，星期六，2024年，5月由对称性有第38页,共45页，星期六，2024年，5月为定值且----可看作集中在环心的点电荷讨论：当xR时，有第39页,共45页，星期六，2024年，5月x=0时E的极值位置令可得第40页,共45页，星期六，2024年，5月[例5]一半径为R的均匀带电薄圆盘，电荷面密度为?,求圆盘轴线任一点的场强解：可将带电圆盘看成是由许多同心带电细圆环组成的在圆盘上取一半径为r，宽度为dr细圆环则第41页,共45页，星期六，2024年，5月因各细圆环在P点的场强方向相同第42页,共45页，星期六，2024年，5月讨论：xR时，带电圆盘可视为无限大均匀带电平面有----垂直于板面的匀强电场第43页,共45页，星期六，2024年，5月xR时----相当于点电荷q的电场真空中的静电场下第44页,共45页，星期六，2024年，5月*感谢大家观看第45页,共45页，星期六，2024年，5月关于真空中的静电场(5)静电场：相对于观察者静止的电荷所产生的电场第2页,共45页，星期六，2024年，5月§9-1电荷.库仑定律1.自然界只存在两种电荷，同种电荷相排斥，异种电荷相吸引2.美国物理学家富兰克林（Franklin)首先称其为正电荷和负电荷一.两种电荷(electriccharge)第3页,共45页，星期六，2024年，5月3.带电的物体叫带电体4.质子和电子是自然界存在的最小正、负电荷，其数值相等，常用+e和-e表示1986年e的推荐值为C(库仑)为电量的单位第4页,共45页，星期六，2024年，5月二.电荷量子化1.实验表明:任何带电体或其它微观粒子所带的电量都是e的整数倍2.电荷量子化：电荷量不连续的性质Q=Ne----物体所带电荷量量值不连续第5页,共45页，星期六，2024年，5月摩擦起电摩擦起电的本质：电子从一个物体转移到另一个物体三.电荷守恒定律(lawofelectricchargeconservation)常见的两种起电方式：第6页,共45页，星期六，2024年，5月感应起电：感应电量等值异号第7页,共45页，星期六，2024年，5月电荷守恒定律：电荷只能从一物体转移到另一物体，或从物体的一部分转移到另一部分，但电荷既不能被创造，也不能被消灭.四.库仑定律(Coulomb’law)1.点电荷：可以忽略形状和大小以及电荷分布情况的带电体第8页,共45页，星期六，2024年，5月2.库仑定律：1785年库仑(Coulomb法)通过扭秤实验得到两个静止点电荷之间相互作用的基本规律：或其中----单位矢量第9页,共45页，星期六，2024年，5月3.实验测得4.k常用常数?0表示：其中?0=8.85?10-12C2/N?m2----真空介电常量第10页,共45页，星期六，2024年，5月说明:对于不能抽象为点电荷的带电体，不能直接应用库仑定律计算相互作用力库仑定律表达式中引入“4π”因子，称为单位制的有理化，这可使以后的推导结果简单些第11页,共45页，星期六，2024年，5月[例1]氢原子中电子与质子之间的距离为5.3?10-11m，试计算电子和质子之间的静电力和万有引力各为多大？已知万有引力常数G=6.7?10-11N?m2/kg2由库仑定律，电子与质子之间