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静电场

一切电的现象都起源于电荷的存在或电荷的运动。归

纳大量的实验结果证明，自然界中只存在两种电荷，即正电荷

和负电荷带同种电荷的物体互相排斥，带异种电荷的物体互相

。

吸引这种相互作用的吸力或斥力都是电性力。

。

（分子和分子间有一个“安全距离”，数量级一般在10

的-10次方，此时引力等于斥力。当分子间距离小于这个距

离时，表现为斥力；一定限度内，大于这个距离，分子间表

现为引力，达到一定程度时，两分子就互相脱离。分子与分

子间的作用力，即范德华力，也是一种电性力。）

根据带电体的性质和相互之间作用力的大小，我们能够确定

物体所带电荷的多少(带电的程度)。物体所带电荷的量值以或

。

在国际单位制中，电荷的单位是C，称为库仑，简称库。

使物体带电，叫做起电。任何物体都可能带电。

要使物体带电，可利用摩擦起电、接触起电、静电感应等方法。

静电感应：

我们知道，不论什么电荷，都是要激发电场

的。当然，这些感应电荷也要激发电场。这个电场的场强与外

电场的场强方向相反。导体内部各点的总场强应是和

的叠加。起初，，导体内各点的总场强不等于零，其

方向仍与外电场相同，就继续有自由电子逆着外电场的

方向作定向移动，使两侧的感应电荷继续增多，感应电荷的场强

也随之继续增大。

经过极短暂的时间，当增大到与相等时，导体内

各点的总场强，这时导体内自由电子所受电场力

亦为零，定向移动停止，导体两侧的正、负感应电荷也不再增加，

于是静电感应的过程就此结束。我们把导体上没有电荷作定向运

动的状态，称为静电平衡状态。

电荷守恒定律：一个孤立系统的总电荷(即系统中所有正、

负电荷之代数和)在任何物理过程中始终保持不变。（所谓

孤立系统，就是指它与外界没有电荷的交换。）（结合后面

的孤立导体。）

一：电子是自然界具有最小电荷的带电粒子。二：任一带电

体的电荷都是电子电荷的整数倍。三：当带电体的电荷发生改

变时，它只能按的整数倍改变，不能作连续的任意改变。这种

电荷只能一份一份地取分立的、不连续的数值的性质，叫做电荷

的量子化。电荷的量子就是。

（在经典物理学中，对体系物理量变化的最小值没有限制，它们

可以任意连续变化。但在量子物理学中，物理量只能以确定的大

小一分一分地进行变化，具体有多大要随体系所处的状态而定。

这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫做量子化。）

电场是由电荷激发的。为了显示电场的存在，并研究电场中

各点(简称场点)的性质，我们通常取一个试探电荷放在各

场点，以测定其所受的力。

（矢量，大小，方向）（方向与正电荷在该点所受电场力

的方向一致）

场强的单位是(牛每库)或(伏每米)。

在点电荷、、…、共同激发的电场中某场点，放置一

个试探电荷。根据静电力的叠加原理，试探电荷所受的

力，等于各个点电荷、、…、单独存在时电场施于试

探电荷的力、、…、之矢量和，即

今将上式两端除以，得

按场强定义，上式右端的各项分别是各点电荷(场源电荷)在

同一点的场强，即：

左端代表这些点电荷同时存在时该点的总场强，即

于是，有

上式表明，电场中某点的总场强，等于各个点电荷单独存在

时在该点的场强之矢量和。这就是电场强度叠加原理。

（含源一端口，求原电路响应时，则为相应分电路中响应求

和。非正弦周期电流电路计算时，也是将级数展开，求各次

谐波分量，最后叠加。）

这是本章的第一个叠加定理。

一般来说，在给定的静电场中，场强与场中各点的位置有

关，在所取的直角坐标系