大學(xué)物理電磁學(xué)第二章導(dǎo)體周圍的靜電場(chǎng)

1、第二章第二章 有導(dǎo)體時(shí)的靜電場(chǎng)有導(dǎo)體時(shí)的靜電場(chǎng) 簡(jiǎn)單介紹靜電的應(yīng)用。簡(jiǎn)單介紹靜電的應(yīng)用。本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：導(dǎo)體的靜電平衡及靜電平衡條件，靜電場(chǎng)中導(dǎo)體導(dǎo)體的靜電平衡及靜電平衡條件，靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的電學(xué)性質(zhì)；的電學(xué)性質(zhì)；電容器及其聯(lián)接；電容器及其聯(lián)接；電場(chǎng)的能量；電場(chǎng)的能量；2.1 2.1 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體2.1.1 靜電平衡靜電平衡 靜電感應(yīng)現(xiàn)象：靜電感應(yīng)現(xiàn)象：在外電場(chǎng)作用下，引起導(dǎo)體中電荷重在外電場(chǎng)作用下，引起導(dǎo)體中電荷重新分布而呈現(xiàn)出的帶電現(xiàn)象。新分布而呈現(xiàn)出的帶電現(xiàn)象。 本節(jié)討論的導(dǎo)體主要是指金屬導(dǎo)體，金屬導(dǎo)體內(nèi)部有大量本節(jié)討論的導(dǎo)體主要是指金屬導(dǎo)體，金屬導(dǎo)體內(nèi)部有大量

2、的自由電子，自由電子時(shí)刻作無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。的自由電子，自由電子時(shí)刻作無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體剛放入電場(chǎng)導(dǎo)體剛放入電場(chǎng)導(dǎo)體達(dá)靜電平衡，導(dǎo)體達(dá)靜電平衡，導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)不為零導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)不為零 導(dǎo)體靜電平衡：導(dǎo)體靜電平衡：導(dǎo)體內(nèi)（包括導(dǎo)體表面）沒有導(dǎo)體內(nèi)（包括導(dǎo)體表面）沒有電荷作定向運(yùn)動(dòng)。電荷作定向運(yùn)動(dòng)。靜電平衡的必要條件靜電平衡的必要條件：導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零。 1.導(dǎo)體為一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面為一等勢(shì)面。導(dǎo)體為一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面為一等勢(shì)面。導(dǎo)體在靜電平衡時(shí)的性質(zhì)：導(dǎo)體在靜電平衡時(shí)的性質(zhì)：AB 證明：在導(dǎo)體內(nèi)任意選兩點(diǎn)并被一條在證明：在導(dǎo)體內(nèi)任意選兩點(diǎn)并被一條

3、在導(dǎo)體內(nèi)部的連續(xù)曲線所聯(lián)結(jié)，由于連線上各導(dǎo)體內(nèi)部的連續(xù)曲線所聯(lián)結(jié)，由于連線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，故有點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，故有BAABl dEU02.導(dǎo)體內(nèi)部電荷體密度為零，導(dǎo)體內(nèi)部電荷體密度為零，電荷只能分布在導(dǎo)體表面。電荷只能分布在導(dǎo)體表面。+高斯面 證明：在導(dǎo)體內(nèi)任意選取一高斯證明：在導(dǎo)體內(nèi)任意選取一高斯面，由于在靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的場(chǎng)面，由于在靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)E E為零，所以為零，所以0ssdE由高斯定理可知：導(dǎo)體內(nèi)由高斯定理可知：導(dǎo)體內(nèi)0iq 3. 在導(dǎo)體外部，在導(dǎo)體外部，緊靠導(dǎo)體表面的點(diǎn)的緊靠導(dǎo)體表面的點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面場(chǎng)強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面垂直，場(chǎng)強(qiáng)大小與導(dǎo)垂直，場(chǎng)強(qiáng)大小與導(dǎo)體表面對(duì)應(yīng)

4、點(diǎn)的電荷體表面對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電荷面密度成正比。面密度成正比。 220nePPE+B B+B BA A 金屬導(dǎo)體表面的金屬導(dǎo)體表面的及其附近的場(chǎng)強(qiáng)及其附近的場(chǎng)強(qiáng)E一同一同受外界影響，但兩者受外界影響，但兩者關(guān)系不變。即關(guān)系不變。即 En=/02.1.2 帶電導(dǎo)體所受的靜電力帶電導(dǎo)體所受的靜電力PP1S 設(shè)設(shè)S是導(dǎo)體表面含是導(dǎo)體表面含P點(diǎn)的小面元，點(diǎn)的小面元，是是P點(diǎn)的電荷面密度，則點(diǎn)的電荷面密度，則S所受的靜電力為所受的靜電力為 SPEF/E/(P)是除是除S外所有電荷在外所有電荷在P點(diǎn)貢獻(xiàn)的場(chǎng)強(qiáng)。點(diǎn)貢獻(xiàn)的場(chǎng)強(qiáng)。 nePE01分解為兩部分分解為兩部分 421/101PEPEePESnP1任意靠近任意靠

5、近P，對(duì)它而言，對(duì)它而言S可視為均勻無限大帶電平面，所可視為均勻無限大帶電平面，所以以 nePE201由式由式(2-4)便得便得 nePE201/由于激發(fā)分場(chǎng)由于激發(fā)分場(chǎng)E/的電荷已不含的電荷已不含S的電荷，且點(diǎn)的電荷，且點(diǎn)P和和P1極近，所極近，所以以 nePEPE201/52202neSF因此有因此有把上式沿導(dǎo)體表面作積分便可求得整個(gè)導(dǎo)體所受的靜電力。把上式沿導(dǎo)體表面作積分便可求得整個(gè)導(dǎo)體所受的靜電力。 帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后導(dǎo)體表面的電荷分布情況：與帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后導(dǎo)體表面的電荷分布情況：與導(dǎo)體本身的形狀及導(dǎo)體周圍的環(huán)境有關(guān)。對(duì)于孤立導(dǎo)體，一導(dǎo)體本身的形狀及導(dǎo)體周圍的環(huán)境有關(guān)。對(duì)于

6、孤立導(dǎo)體，一般的分布情況為曲率半徑較小處，其電荷面密度較太，曲率般的分布情況為曲率半徑較小處，其電荷面密度較太，曲率半徑較大處，其電荷面密度較小。半徑較大處，其電荷面密度較小。由由2、3可解釋尖端放電現(xiàn)象可解釋尖端放電現(xiàn)象+2.1.3 弧立導(dǎo)體形狀對(duì)電荷分布的影響弧立導(dǎo)體形狀對(duì)電荷分布的影響2.1.4 導(dǎo)體靜電平衡問題的討論方法導(dǎo)體靜電平衡問題的討論方法 本課程定性討論靜電平衡問題的主要方法：本課程定性討論靜電平衡問題的主要方法：從靜電平衡從靜電平衡的性質(zhì)出發(fā)，利用某些解題技巧，必要時(shí)加上電場(chǎng)的性質(zhì)出發(fā)，利用某些解題技巧，必要時(shí)加上電場(chǎng)線這一形象工具。線這一形象工具。AB 例例1 A為點(diǎn)電荷，

7、為點(diǎn)電荷，B為中性導(dǎo)體，為中性導(dǎo)體，試證試證B左端的感生負(fù)電荷絕對(duì)值左端的感生負(fù)電荷絕對(duì)值q/小于小于或等于施感電荷或等于施感電荷q。B+-(2)一條電場(chǎng)線不一條電場(chǎng)線不能起止于同一導(dǎo)能起止于同一導(dǎo)體體 證：根據(jù)電場(chǎng)線的性質(zhì)證：根據(jù)電場(chǎng)線的性質(zhì)1，導(dǎo)體，導(dǎo)體B左左端的負(fù)電荷處一定有電場(chǎng)線終止。端的負(fù)電荷處一定有電場(chǎng)線終止。 其來源只有三種可能其來源只有三種可能：(1)A上的正上的正電荷，電荷，(2)B右端的正電荷，右端的正電荷，(3)無限遠(yuǎn)。無限遠(yuǎn)。用反證法可排除后兩種可能用反證法可排除后兩種可能。(3)違反導(dǎo)體的靜電平衡條件違反導(dǎo)體的靜電平衡條件(導(dǎo)體等勢(shì)導(dǎo)體等勢(shì))AB 根據(jù)電場(chǎng)線的性質(zhì)根據(jù)

8、電場(chǎng)線的性質(zhì)1的定量表述，的定量表述，止于止于B左端的場(chǎng)線條數(shù)正比于左端的場(chǎng)線條數(shù)正比于q/，發(fā)，發(fā)自自A的場(chǎng)線條數(shù)正比于的場(chǎng)線條數(shù)正比于q，而終止的，而終止的條數(shù)小于或等于發(fā)出條數(shù)，因此條數(shù)小于或等于發(fā)出條數(shù)，因此 q/qq。 施感電荷發(fā)出的場(chǎng)線通常有一些不終止于施感電荷發(fā)出的場(chǎng)線通常有一些不終止于B的左端，故的左端，故往往有往往有q/q。只有在特殊的條件下，才出現(xiàn)感生電荷。只有在特殊的條件下，才出現(xiàn)感生電荷(絕對(duì)絕對(duì)值值)等于施感電荷的情況等于施感電荷的情況(如例如例2和和6)。q例例2qq例例6例例4 求金屬球的電勢(shì)。求金屬球的電勢(shì)。 qQORlS 解：因金屬球是等勢(shì)體，解：因金屬球是等

9、勢(shì)體，只需求得球心只需求得球心O的電勢(shì)的電勢(shì)VO。以。以S代表球面，代表球面，代表代表S上的電荷上的電荷面密度面密度(可隨點(diǎn)而變可隨點(diǎn)而變)，則，則RQlqdSRlqRdSlqVSoSO00004141444qq/ORlS例例5 求金屬球的感生電荷。求金屬球的感生電荷。 仿上題解題技巧，可得仿上題解題技巧，可得qlRqRqlqV/000412.1.5 平行板導(dǎo)體組例題平行板導(dǎo)體組例題P1P2ABqA1234qB例例1 求每板表面的電荷密度求每板表面的電荷密度解解:根據(jù)靜電平衡條件有根據(jù)靜電平衡條件有:在在A內(nèi)內(nèi):3124000002222在在B內(nèi)內(nèi):3124000002222123401234

10、012AqSS34BqSS1423 兩式相加減兩式相加減:142ABqqS232ABqqS 142ABqqS232ABqqS 幾種電荷分布情況幾種電荷分布情況ABqq 1140232ABqqqSS (平板電容平板電容)2ABqq14AqS230 電荷只分布在相對(duì)的兩面電荷只分布在相對(duì)的兩面,且等量異號(hào)且等量異號(hào).電荷只分布在外兩面電荷只分布在外兩面,且等量同號(hào)且等量同號(hào).3一般情況一般情況142ABqqS232ABqqS 142ABqqS2-2 封閉金屬殼內(nèi)外的靜電場(chǎng)封閉金屬殼內(nèi)外的靜電場(chǎng) 1 殼內(nèi)空間無帶電體的情況殼內(nèi)空間無帶電體的情況 用反證法可以證明，用反證法可以證明，不論殼外不論殼外(

11、 (包括殼的外壁包括殼的外壁) )帶電情況如何，殼內(nèi)帶電情況如何，殼內(nèi)空間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，且殼空間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，且殼內(nèi)壁處處有內(nèi)壁處處有=0=0。 2 殼內(nèi)空間有帶電體的情況殼內(nèi)空間有帶電體的情況2.2.1 殼內(nèi)空間的場(chǎng)殼內(nèi)空間的場(chǎng)P-+ 殼內(nèi)空間將因殼內(nèi)帶電體的存在殼內(nèi)空間將因殼內(nèi)帶電體的存在而出現(xiàn)電場(chǎng)，殼的內(nèi)壁也會(huì)出現(xiàn)電荷分而出現(xiàn)電場(chǎng)，殼的內(nèi)壁也會(huì)出現(xiàn)電荷分布。但是可以證明，殼內(nèi)電場(chǎng)只由殼內(nèi)布。但是可以證明，殼內(nèi)電場(chǎng)只由殼內(nèi)帶電體及殼的內(nèi)壁形狀決定而與殼外電帶電體及殼的內(nèi)壁形狀決定而與殼外電荷分布情況無關(guān)。荷分布情況無關(guān)。+-a a-b b 1） 金屬殼不接地的情況，由于

12、金屬殼不接地的情況，由于靜電感應(yīng)，電場(chǎng)線分布如圖靜電感應(yīng)，電場(chǎng)線分布如圖a a，殼外，殼外空間存在電場(chǎng)，它是殼內(nèi)電荷間接引空間存在電場(chǎng)，它是殼內(nèi)電荷間接引起的。起的。 2） 金屬殼接地的情況，由于靜金屬殼接地的情況，由于靜電感應(yīng)，電場(chǎng)線分布如圖電感應(yīng)，電場(chǎng)線分布如圖b b，殼外空，殼外空間不存在場(chǎng)線。間不存在場(chǎng)線。2.2.2 殼外空間的場(chǎng)殼外空間的場(chǎng)1 殼外空間無帶電體的情況殼外空間無帶電體的情況殼內(nèi)空間有帶電體時(shí)，兩種情況：殼內(nèi)空間有帶電體時(shí)，兩種情況：2 殼外空間有帶電體的情況殼外空間有帶電體的情況接地的金屬殼外壁電荷并不處處為零。接地的金屬殼外壁電荷并不處處為零。 接地殼保證殼外電場(chǎng)不受

13、殼內(nèi)電荷的影響，即殼外電場(chǎng)接地殼保證殼外電場(chǎng)不受殼內(nèi)電荷的影響，即殼外電場(chǎng)只由殼外情況決定。只由殼外情況決定。 綜上所述，綜上所述，封閉導(dǎo)體殼（不論接地與否）內(nèi)部靜電場(chǎng)不受封閉導(dǎo)體殼（不論接地與否）內(nèi)部靜電場(chǎng)不受殼外電荷的影響，而接地封閉導(dǎo)體殼外部靜電場(chǎng)將不受殼內(nèi)殼外電荷的影響，而接地封閉導(dǎo)體殼外部靜電場(chǎng)將不受殼內(nèi)電荷影響。電荷影響。這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。靜電屏蔽。一個(gè)明確的結(jié)論一個(gè)明確的結(jié)論：q1q2q3q4 金屬殼內(nèi)空間電荷為金屬殼內(nèi)空間電荷為q1，殼內(nèi)壁電，殼內(nèi)壁電荷為荷為q2(q2=-q1)，殼外壁電荷為，殼外壁電荷為q3，殼外空間電荷為殼外空間電荷為q4，則，則不論殼是否接地，不論殼

14、是否接地，q q1 1、q q2 2在殼內(nèi)壁之外任一點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為在殼內(nèi)壁之外任一點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，零，q q3 3、q q4 4在殼外壁之內(nèi)任一點(diǎn)的合場(chǎng)在殼外壁之內(nèi)任一點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零。強(qiáng)為零。 球殼球殼外部無帶外部無帶電體電體的情況下，的情況下，不論殼內(nèi)部點(diǎn)電不論殼內(nèi)部點(diǎn)電荷位置如何，殼荷位置如何，殼外電場(chǎng)都一樣，外電場(chǎng)都一樣，殼外壁的電荷都?xì)ね獗诘碾姾啥季鶆蚍植季鶆蚍植肌?.2.3 范德格拉夫起動(dòng)機(jī)范德格拉夫起動(dòng)機(jī)靜電加速器靜電加速器2-3 2-3 電容電容 電容器電容器電容是電學(xué)中一個(gè)重要的物理量，它反映了導(dǎo)體的容電本領(lǐng)。電容是電學(xué)中一個(gè)重要的物理量，它反映了導(dǎo)體的容電本領(lǐng)。2.3.1 孤立

15、導(dǎo)體的電容孤立導(dǎo)體的電容以一半徑為以一半徑為R R，電荷為，電荷為Q Q的孤立球形導(dǎo)體為例的孤立球形導(dǎo)體為例球形導(dǎo)體的電勢(shì)為球形導(dǎo)體的電勢(shì)為13. 2410RQV從上式可看出，當(dāng)從上式可看出，當(dāng)V V一定時(shí)，一定時(shí)，R R越大，它所帶電荷越大，它所帶電荷Q Q也越多；而當(dāng)也越多；而當(dāng)R R一定時(shí)，一定時(shí)，Q Q增倍，增倍，V V也增倍，但也增倍，但Q/VQ/V卻是一個(gè)常量。這一結(jié)果雖卻是一個(gè)常量。這一結(jié)果雖然是對(duì)然是對(duì)孤立導(dǎo)體球孤立導(dǎo)體球而言的，但對(duì)任意孤立導(dǎo)體也是如此。于是，而言的，但對(duì)任意孤立導(dǎo)體也是如此。于是，我們它我們它孤立導(dǎo)體所帶電荷孤立導(dǎo)體所帶電荷Q Q與其電勢(shì)與其電勢(shì)V V的比值

16、的比值叫做叫做孤立導(dǎo)體的電孤立導(dǎo)體的電容容，電容的符號(hào)為，電容的符號(hào)為C C，有，有14. 2VQC 球形孤立導(dǎo)體的電容為球形孤立導(dǎo)體的電容為RVQC04SI制中，制中，電容的單位電容的單位：法拉，符號(hào)為法拉，符號(hào)為F。實(shí)際應(yīng)用常用微法微法（F）、皮法皮法（F）。1F=101F=106 6F=10F=101212F F2.3.2 電容器及其電容電容器及其電容 實(shí)際上，孤立導(dǎo)體是不存在的，周圍總會(huì)有別的導(dǎo)體，當(dāng)有其他導(dǎo)體實(shí)際上，孤立導(dǎo)體是不存在的，周圍總會(huì)有別的導(dǎo)體，當(dāng)有其他導(dǎo)體存在時(shí)，則會(huì)因靜電感應(yīng)而改變?cè)瓉黼妶?chǎng)的分布，其中任一導(dǎo)體，其電勢(shì)存在時(shí)，則會(huì)因靜電感應(yīng)而改變?cè)瓉黼妶?chǎng)的分布，其中任一導(dǎo)

17、體，其電勢(shì)與所帶電荷不再成正比關(guān)系，即與所帶電荷不再成正比關(guān)系，即Q/VQ/V不再是常數(shù)。不再是常數(shù)。 事實(shí)上，可以用靜電屏蔽的方法使一個(gè)導(dǎo)體周圍的電場(chǎng)不受其他導(dǎo)體事實(shí)上，可以用靜電屏蔽的方法使一個(gè)導(dǎo)體周圍的電場(chǎng)不受其他導(dǎo)體的存在而受影響。的存在而受影響。 人們一般把兩個(gè)導(dǎo)體所組成的系統(tǒng)，叫做電容器。電人們一般把兩個(gè)導(dǎo)體所組成的系統(tǒng)，叫做電容器。電容器可以儲(chǔ)存電荷和能量。容器可以儲(chǔ)存電荷和能量。 常見的電容器有圓柱形電容器和平常見的電容器有圓柱形電容器和平板電容器，而嚴(yán)格滿足要求的電容器是板電容器，而嚴(yán)格滿足要求的電容器是球形電容器。球形電容器。1、 球形電容器球形電容器 (1) 電荷在內(nèi)球外

18、壁電荷在內(nèi)球外壁及外球內(nèi)壁均勻分布，兩及外球內(nèi)壁均勻分布，兩壁電荷等值異號(hào)。壁電荷等值異號(hào)。+-R1R2r球殼間rerQE420 (2) 兩球間的電勢(shì)差兩球間的電勢(shì)差(電壓電壓)絕絕對(duì)值與球形電容器的電荷對(duì)值與球形電容器的電荷Q成正比，成正比，證明如下。證明如下。21020114421RRQrdrQURR2、平行板電容器、平行板電容器d+-ABSSSQdEdl dEUSQEAB000 (1) 電荷在兩平板相對(duì)面內(nèi)電荷在兩平板相對(duì)面內(nèi)均勻分布，兩面電荷等值異號(hào)。均勻分布，兩面電荷等值異號(hào)。 (2) 兩枝間的電壓與板內(nèi)壁的兩枝間的電壓與板內(nèi)壁的電荷電荷Q成正比，證明如下。成正比，證明如下。ABRA

19、RBrl-+-3、 圓柱形電容器圓柱形電容器ABRRRRlQrdrlQUrlQrEBAln221220000UQC （2.18）上述三種電容器中，電容器極板電荷與極板間電壓的比值只與上述三種電容器中，電容器極板電荷與極板間電壓的比值只與電容器自身?xiàng)l件有關(guān)。這個(gè)比值就是描述電容器本身性質(zhì)的物電容器自身?xiàng)l件有關(guān)。這個(gè)比值就是描述電容器本身性質(zhì)的物理量，叫做理量，叫做電容器的電容電容器的電容，記作記作C，即，即球形電容球形電容器器122104RRRRC平板電容平板電容器器dSC0圓柱形電容圓柱形電容器器120ln2RRLC2.3.3 電容器的聯(lián)接電容器的聯(lián)接電容器的并聯(lián)電容器的并聯(lián)+-+Q+Q1 1

20、+Q+Q2 2+Q+Q-Q-Q1 1-Q-Q1 1-Q-QC C1 1C C2 2C CUCCQQQUCQUCQ)(,21212211總電荷總電荷21,CCCUQC等效電容等效電容（2.22）并聯(lián)電容器組等效電容等于組內(nèi)各個(gè)電容之和，但各電容器的電壓相等。并聯(lián)電容器組等效電容等于組內(nèi)各個(gè)電容之和，但各電容器的電壓相等。電容器的串聯(lián)電容器的串聯(lián)12+Q+Q1-Q-Q1+Q+Q2-Q-Q2+Q+Q-Q-QC C1C C2C C 串聯(lián)電容器組中每個(gè)電容器極板上所帶的串聯(lián)電容器組中每個(gè)電容器極板上所帶的電荷是相等的。電荷是相等的。2121212121221111111,CCCCCCCCCQUQCCUU

21、UCQUCQU（2.23）串聯(lián)電容器組等效電容的倒數(shù)等于電容器組中各電串聯(lián)電容器組等效電容的倒數(shù)等于電容器組中各電容倒數(shù)之和，但每個(gè)電容器上的電壓小于總電壓。容倒數(shù)之和，但每個(gè)電容器上的電壓小于總電壓。練習(xí)：習(xí)題2.3.4.（1）（2）ABBkBkABAkAkABABCdSCCdSCdSC2;2;000A/ABkABB/ABkAB/A/A/kBA ABBKAKBKAKABCCCCCCC21 ABAKABCCCC322-5 帶電體系的靜能量帶電體系的靜能量 2.5.1 帶電體系的靜能量帶電體系的靜能量1、靜能量靜能量(靜電勢(shì)能靜電勢(shì)能)回顧回顧：勢(shì)能概念勢(shì)能是屬于物體系統(tǒng)的。勢(shì)能是屬于物體系統(tǒng)的

22、。只有受保守內(nèi)力相互作用的物體系統(tǒng)才可以引入勢(shì)能概念。只有受保守內(nèi)力相互作用的物體系統(tǒng)才可以引入勢(shì)能概念。勢(shì)能的定義勢(shì)能的定義：AWP保保 靜電體系之間的相互作用力靜電體系之間的相互作用力(靜電力靜電力)也是保守力，因此也是保守力，因此對(duì)靜電體系也可以引入靜電勢(shì)能對(duì)靜電體系也可以引入靜電勢(shì)能(靜電能靜電能)的概念。的概念。靜電能的定義：靜電能的定義：q1q2r1狀態(tài)1q1q2r2狀態(tài)2 設(shè)兩個(gè)點(diǎn)電荷設(shè)兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2構(gòu)成的靜電體系由狀態(tài)構(gòu)成的靜電體系由狀態(tài)1逐逐漸運(yùn)動(dòng)到狀態(tài)漸運(yùn)動(dòng)到狀態(tài)2，則電場(chǎng)力，則電場(chǎng)力在這個(gè)過程中做了功。在這個(gè)過程中做了功。 仿照電勢(shì)概念的定義方法，靜電力仿照電勢(shì)概念

23、的定義方法，靜電力(電場(chǎng)力電場(chǎng)力)所作的功定義為所作的功定義為體系在新舊兩種狀態(tài)中的靜電體系在新舊兩種狀態(tài)中的靜電(勢(shì)勢(shì))能之差，即能之差，即AWWWP12電電 如果約定如果約定q1、q2處于無限遠(yuǎn)離的靜電狀態(tài)時(shí)的靜電能為零，處于無限遠(yuǎn)離的靜電狀態(tài)時(shí)的靜電能為零，則它們處于任意靜電狀態(tài)的靜電能等于讓兩者從該狀態(tài)運(yùn)動(dòng)到則它們處于任意靜電狀態(tài)的靜電能等于讓兩者從該狀態(tài)運(yùn)動(dòng)到無限遠(yuǎn)離狀態(tài)的過程中電場(chǎng)力的功。無限遠(yuǎn)離狀態(tài)的過程中電場(chǎng)力的功。 一個(gè)帶電體的靜電能一個(gè)帶電體的靜電能(自能自能)：使組成帶電體的無限多?。菏菇M成帶電體的無限多小塊無限遠(yuǎn)離時(shí)電場(chǎng)力的功。塊無限遠(yuǎn)離時(shí)電場(chǎng)力的功。帶電體系的靜能量帶電體系的靜能量互能互能(各個(gè)帶電體無限遠(yuǎn)離時(shí)電各個(gè)帶電體