改n5-3 電場強度

1、5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版1一一 靜電場靜電場靜電場靜電場: 靜止電荷周圍存在的電場靜止電荷周圍存在的電場電電 荷荷電電 場場電電 荷荷物物 質(zhì)質(zhì)實物實物場場1 力的屬性力的屬性:電場中的電荷要受到電場力的作用（用電場中的電荷要受到電場力的作用（用E描述）描述）2 能的屬性能的屬性:電場力可對電荷作功（用電場力可對電荷作功（用U描述）描述）5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版2二二 電場強度電場強度1 試驗電荷試驗電荷 點電荷點電荷 電荷足夠小電荷足夠小2 電場強度電場強度0qFEQ 場源電荷場源電荷F試驗電荷試驗電荷0q5-3 5-3 電場強

2、度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版3 單位單位: :11mVCN, 和和試試驗電荷無關(guān)驗電荷無關(guān) 0qFE 電荷電荷q受電場力受電場力: : EqF 定義定義: : 大小為單位試驗電荷所受的電場大小為單位試驗電荷所受的電場力，方向與力，方向與正正試驗電荷所受的電場力方向試驗電荷所受的電場力方向相同相同Q 場源電荷場源電荷F試驗電荷試驗電荷0q5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版4三三 點電荷電場強度點電荷電場強度E+E-0 QPrrerQqF200 41F0qrerQE20 41rerQqFE200 41E5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版5四四 電場

3、強度疊加原理電場強度疊加原理iiFFiiiierQqF20041iiqFqFE00 點電荷點電荷系的電場系的電場1Q2Q3Q1F2F3F1r1e2r2e3e3r0qPiiiiiierQEE20411E2E3E3E5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版6rerqE20d41d 電荷連續(xù)分布的電場電荷連續(xù)分布的電場qreEErd41d20電荷電荷體體密度密度 Vqdd VrVreEd4120PEdrqd+5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版7Sqdd SrSreEd4120電荷電荷面面密度密度 rerqE20d41d 電荷連續(xù)分布的電場電荷連續(xù)分布的電場qre

4、EErd41d20+PqdEdr5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版8電荷電荷線線密度密度 lqdd lrlreEd 4120rerqE20d 41d 電荷連續(xù)分布的電場電荷連續(xù)分布的電場qreEErd 41d20Pl dEdr5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版9qrerqE20d 41d連續(xù)電荷的電場計算連續(xù)電荷的電場計算qreEErd 41d20qdEdrP計算電場的思路：計算電場的思路：1）求出）求出 的大小的大小 ；2）求出）求出 的分量的分量: , ,3) 求出求出 ； ； 4）求）求EdEdEdxEdyEdzEdxxEEdzzEEdyyEE

5、dkEjEiEEzyx2z2y2xEEEE5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版10電偶極矩電偶極矩( (電矩電矩) )0rqp五五 電偶極子的電場強度電偶極子的電場強度電偶極子的軸電偶極子的軸0rqq+0r-5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版11（1）軸線延長線上一點的電場強度軸線延長線上一點的電場強度irxqE200) 2(41irxqE200) 2(41irxxrqEEE220200)4(2 4xOx20r20r. E EA.q+q-5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版120rx ixqrE30024130241xpirxxrq

6、E220200)4(24xOx20r20r.A.q+q-E5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版13（2）軸線中垂線上一點的電場強度軸線中垂線上一點的電場強度erqE2041erqE2041202)2(ryrrr3041rpEEE0ry 3041ypEqOx0r.yBeerr+- E. EEqy5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版14 例例1 1 正電荷正電荷q均勻分布在半徑為均勻分布在半徑為R的圓環(huán)的圓環(huán)上上. 計算通過環(huán)心點計算通過環(huán)心點O并垂直圓環(huán)平面的軸并垂直圓環(huán)平面的軸線上任一點線上任一點P處處的電場強度的電場強度.xPoxxR5-3 5-3 電

7、場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版15lqdd解解Rq220d41drlE23220)(4Rxqxrxrl204dRlrx2030d4xPoxxREdxEdl dEdrEEExdddllEEExcosdd故故0lEEd由于由于5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版16Rx （1）20 4xqE 0 x （2）0Eo23220)( 4RxqxE0ddxE（3）Rx22R22R22Eox討討 論論xPoxxR23220)(4RxqxE5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版17 例例2 有一半徑為有一半徑為R，電荷均勻分布的薄圓，電荷均勻分布的薄圓盤，其電荷面

8、密度為盤，其電荷面密度為 . 求通過盤心且垂直求通過盤心且垂直盤面的軸線上任意一點處的電場強度盤面的軸線上任意一點處的電場強度. xPxoR5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版18rrqd2d解解23220)( 4ddrxqxEx23220)(d2rxrxrxEEd2 /Rq)11(22220RxxxPxox2/ 122)(rx rdrR5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版19Rx02ERx204xqE（點電荷電場強度）（點電荷電場強度）討討 論論222122211)1(xRxR無限大均勻帶電無限大均勻帶電平面的電場強度平面的電場強度)11(22220R

9、xxxE??！無窮大！??！無窮大！5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版20 cosdd22EEEllx 2122220)()(4dzaazazll21220)( 2laal習(xí)題習(xí)題9：求均勻帶電細棒中垂面上的場強分求均勻帶電細棒中垂面上的場強分布。設(shè)棒長為布。設(shè)棒長為2L,總電荷量為總電荷量為q(q0).解：解：對稱性：場強沿對稱性：場強沿x軸軸220d41dzazE討論：當(dāng)討論：當(dāng)a2El0，llEdEdxdzzd zoaPBllEdEdxdzzd zoaPBoPzAllEdEdxdzzd zaB 0zdE5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版21oRXY

10、 d dqEd 0ydE 0204sinRRdsindEdEEx202042RqR根據(jù)對稱性：根據(jù)對稱性：204RdqdE 電荷元電荷元dq產(chǎn)生的場：產(chǎn)生的場：解：解：練習(xí)：練習(xí)：5-3 5-3 電場強度電場強度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版22補充補充：第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版23本章目錄本章目錄5-2 5-2 庫侖定律庫侖定律5-3 5-3 電場強度電場強度5-4 5-4 電場強度通量電場強度通量 高斯定理高斯定理* *5-5 5-5 密立根測定電子電荷的實驗密立根測定電子電荷的實驗選擇進入下一節(jié)：選擇進入下一節(jié)：5-6 5-6 靜電場的環(huán)路定理靜電場的環(huán)路定理 電勢能電勢能5-7 5-7 電勢電勢第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版24練習(xí)練習(xí):計算電偶極子在均勻電場中所受的合力和合力矩計算電偶極子在均勻電場中所受的合力