大學(xué)物理學(xué)25第九章9-1 電荷的量子化 電荷守恒定律 9-2 庫(kù)侖定9-3 電場(chǎng)強(qiáng)度

1、第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件大學(xué)物理學(xué)電子教案大學(xué)物理學(xué)電子教案靜電場(chǎng)的概念與計(jì)算靜電場(chǎng)的概念與計(jì)算9-1 電荷的量子化電荷的量子化 電荷守恒定律電荷守恒定律9-2 庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律9-3 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件1、什么是電磁學(xué)、什么是電磁學(xué)電磁運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動(dòng)形式。電磁運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動(dòng)形式。電磁學(xué)是研究電磁學(xué)是研究電磁運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律的物理學(xué)分支。電磁運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律的物理學(xué)分支。2、

2、電磁學(xué)的主要內(nèi)容、電磁學(xué)的主要內(nèi)容電荷、電流產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)的規(guī)律；電荷、電流產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)的規(guī)律； 電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互作用；電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互作用； 電磁場(chǎng)對(duì)電流、電荷的作用；電磁場(chǎng)對(duì)電流、電荷的作用； 電磁場(chǎng)中物質(zhì)的各種性質(zhì)。電磁場(chǎng)中物質(zhì)的各種性質(zhì)。 3、學(xué)習(xí)電磁學(xué)的意義、學(xué)習(xí)電磁學(xué)的意義在現(xiàn)代物理學(xué)中的地位是非常重要的。在現(xiàn)代物理學(xué)中的地位是非常重要的。深入認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)。深入認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)。是學(xué)習(xí)電工學(xué)、無(wú)線電電子學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技是學(xué)習(xí)電工學(xué)、無(wú)線電電子學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科的基礎(chǔ)。術(shù)等學(xué)科的基礎(chǔ)。第三部分第三部分 電磁學(xué)電磁學(xué)第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版

3、）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件電電 磁磁 學(xué)學(xué)法拉第法拉第的電磁感應(yīng)定律：的電磁感應(yīng)定律： 電磁一體電磁一體麥克斯韋麥克斯韋電磁場(chǎng)統(tǒng)一理論（電磁場(chǎng)統(tǒng)一理論（19世紀(jì)中葉）世紀(jì)中葉）赫茲赫茲在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)電磁波的存在，光是電磁波在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)電磁波的存在，光是電磁波. .技術(shù)上的重要意義：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、無(wú)線電技術(shù)等技術(shù)上的重要意義：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、無(wú)線電技術(shù)等. .庫(kù)侖庫(kù)侖定律：定律： 電荷與電荷間的相互作用電荷與電荷間的相互作用 （磁極與磁極間的相互作用）（磁極與磁極間的相互作用） 奧斯特奧斯特的發(fā)現(xiàn)：的發(fā)現(xiàn)： 電流的磁效應(yīng)，安培發(fā)現(xiàn)電流與電流電流的磁效應(yīng)，安培

4、發(fā)現(xiàn)電流與電流 間的相互作用規(guī)律間的相互作用規(guī)律. . 第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)本章主要內(nèi)容：研究真空中靜電場(chǎng)的基本特性：本章主要內(nèi)容：研究真空中靜電場(chǎng)的基本特性：靜電場(chǎng)的基本定律：靜電場(chǎng)的基本定律：庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律、疊加定律疊加定律 靜電場(chǎng)的基本定理：靜電場(chǎng)的基本定理：高斯定理高斯定理、環(huán)路定理環(huán)路定理 描述靜電場(chǎng)的物理量：描述靜電場(chǎng)的物理量：電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)電勢(shì) 靜電場(chǎng)對(duì)電荷的作用靜電場(chǎng)對(duì)電荷的作用 第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理

5、學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件91 電荷的量子化電荷的量子化 電荷守恒定律電荷守恒定律一、電荷的量子化一、電荷的量子化1、電荷、電荷摩擦起電摩擦起電：用木塊摩擦過的琥珀能吸用木塊摩擦過的琥珀能吸引碎草等輕小物體的現(xiàn)象。許多物體引碎草等輕小物體的現(xiàn)象。許多物體經(jīng)過毛皮或絲綢等摩擦后，都能夠吸經(jīng)過毛皮或絲綢等摩擦后，都能夠吸引輕小的物體。人們引輕小的物體。人們就說它們帶了電就說它們帶了電，或者或者說它們有了電荷說它們有了電荷。 (-) )(電子電子中子中子質(zhì)子質(zhì)子原子核原子核原子原子當(dāng)物質(zhì)處于電中性時(shí)，質(zhì)子數(shù)中子數(shù)當(dāng)物質(zhì)處于電中性時(shí)，質(zhì)子數(shù)中子數(shù)當(dāng)物質(zhì)的電子過多或過少時(shí)，物質(zhì)就帶有電荷當(dāng)物

6、質(zhì)的電子過多或過少時(shí)，物質(zhì)就帶有電荷 電子過多時(shí)電子過多時(shí)物體帶負(fù)電物體帶負(fù)電 電子過少時(shí)電子過少時(shí)物體帶正電物體帶正電電量的定義：電量的定義：物體所帶電荷的多物體所帶電荷的多少叫作電量。少叫作電量。單位：庫(kù)侖單位：庫(kù)侖(C)第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件2、電荷量子化電荷量子化1913年，密立根用液滴法從實(shí)驗(yàn)中測(cè)出所有電子都具有相同年，密立根用液滴法從實(shí)驗(yàn)中測(cè)出所有電子都具有相同的電荷，而且?guī)щ婓w的電荷是電子電荷的整數(shù)倍。的電荷，而且?guī)щ婓w的電荷是電子電荷的整數(shù)倍。 電子電量電子電量 e 帶電體電量帶電體

7、電量 q=ne, n=1,2,3,.電荷的這種只能取離散的、不連續(xù)的量值的性質(zhì)，叫作電荷的這種只能取離散的、不連續(xù)的量值的性質(zhì)，叫作電荷電荷的量子化的量子化。電子的電荷。電子的電荷e稱為稱為基元電荷基元電荷，或，或電荷的量子電荷的量子。1986年國(guó)際推薦值年國(guó)際推薦值Ce1910)49(33 177 602. 1 近似值近似值Ce1910602. 1 3、電荷的相對(duì)論不變性：、電荷的相對(duì)論不變性：在不同的參照系內(nèi)觀察，同一個(gè)帶電粒子的電量不變。在不同的參照系內(nèi)觀察，同一個(gè)帶電粒子的電量不變。電荷的這一性質(zhì)叫做電荷的這一性質(zhì)叫做電荷的相對(duì)論不變性電荷的相對(duì)論不變性。第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理

8、學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件說明：說明：電荷守恒定律適用于一切宏觀和微觀過程電荷守恒定律適用于一切宏觀和微觀過程( 例如核例如核反應(yīng)和基本粒子過程反應(yīng)和基本粒子過程 )，是物理學(xué)中普遍的基本定，是物理學(xué)中普遍的基本定律之一。律之一。二、二、電荷守恒定律電荷守恒定律內(nèi)容：內(nèi)容：在孤立系統(tǒng)中，不管系統(tǒng)中的電荷如何遷移，系統(tǒng)在孤立系統(tǒng)中，不管系統(tǒng)中的電荷如何遷移，系統(tǒng)的電荷的代數(shù)和保持不變。的電荷的代數(shù)和保持不變。第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件一一 電荷

9、的量子化電荷的量子化二二 電荷守恒定律電荷守恒定律 在在孤立孤立系統(tǒng)中系統(tǒng)中, ,電荷的代數(shù)和保持不變電荷的代數(shù)和保持不變. . 強(qiáng)子的強(qiáng)子的夸克模型夸克模型具有具有分?jǐn)?shù)電荷分?jǐn)?shù)電荷（ 或或 電子電荷）電子電荷）但實(shí)驗(yàn)上尚未直接但實(shí)驗(yàn)上尚未直接. .3132（自然界的基本守恒定律之一）（自然界的基本守恒定律之一）基本性質(zhì)基本性質(zhì)C10602. 119e1 1 電荷有正負(fù)之分；電荷有正負(fù)之分；2 2 電荷量子化；電荷量子化； 電子電荷電子電荷 3 3 同性相斥，異性相吸同性相斥，異性相吸. .), 3 ,2 , 1(nneq小結(jié)小結(jié)第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版

10、）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件9-2 庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律庫(kù)侖庫(kù)侖 (Charlse-Augustin de Coulomb 1736 1806)法國(guó)物理學(xué)家法國(guó)物理學(xué)家1773年提出的計(jì)算物體上應(yīng)力和應(yīng)變分布情年提出的計(jì)算物體上應(yīng)力和應(yīng)變分布情況的方法，是結(jié)構(gòu)工程的理論基礎(chǔ)。況的方法，是結(jié)構(gòu)工程的理論基礎(chǔ)。1779年對(duì)摩擦力進(jìn)行分析，提出有關(guān)潤(rùn)滑劑年對(duì)摩擦力進(jìn)行分析，提出有關(guān)潤(rùn)滑劑的科學(xué)理論。的科學(xué)理論。17851789年，用扭秤測(cè)量靜電力和磁力，導(dǎo)年，用扭秤測(cè)量靜電力和磁力，導(dǎo)出著名的庫(kù)侖定律。出著名的庫(kù)侖定律。他還通過對(duì)滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦的實(shí)驗(yàn)研究，得他還通過對(duì)滾動(dòng)和滑動(dòng)

11、摩擦的實(shí)驗(yàn)研究，得出摩擦定律。出摩擦定律。第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件1212rrr 122122112erqqkF 庫(kù)侖定律內(nèi)容庫(kù)侖定律內(nèi)容在真空中，兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力，其大小在真空中，兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力，其大小與點(diǎn)電荷電量的乘積成正比，與兩點(diǎn)電荷之間距離的平方與點(diǎn)電荷電量的乘積成正比，與兩點(diǎn)電荷之間距離的平方成反比，作用力在兩點(diǎn)電荷之間的連線上，同號(hào)電荷互相成反比，作用力在兩點(diǎn)電荷之間的連線上，同號(hào)電荷互相排斥，異號(hào)電荷互相吸引。排斥，異號(hào)電荷互相吸引。12r1r2rO21

12、F12F1q2q121212/rre 表示單位矢量表示單位矢量041 k是國(guó)際單位制中的比例系數(shù)是國(guó)際單位制中的比例系數(shù)第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件212120mNC1085. 8 121212201214q qFer實(shí)驗(yàn)表明，庫(kù)侖力滿足線性疊加原理，實(shí)驗(yàn)表明，庫(kù)侖力滿足線性疊加原理，即不因第三者的存在而改變兩者之間即不因第三者的存在而改變兩者之間的相互作用。的相互作用。庫(kù)侖力的疊加原理：庫(kù)侖力的疊加原理： niniiiiierqqFF110200000411q4q3q2qoq1Or2Or4Or3Or真空

13、電容率真空電容率1221FF 庫(kù)侖力滿足牛頓第三定律庫(kù)侖力滿足牛頓第三定律12r1r2rO21F12F1q2q第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件例：例：在氫原子中，電子與質(zhì)子之間的距離約為在氫原子中，電子與質(zhì)子之間的距離約為5.310-11m，求，求它們之間的庫(kù)侖力與萬(wàn)有引力，并比較它們的大小。它們之間的庫(kù)侖力與萬(wàn)有引力，并比較它們的大小。解：氫原子核與電子可看作點(diǎn)電荷解：氫原子核與電子可看作點(diǎn)電荷NreFe82112199220102 . 8)103 . 5()106 . 1(10941 萬(wàn)有引力為萬(wàn)有引力為

14、NrmMGFg472112731112106 . 3)103 . 5(1067. 1101 . 91067. 6 兩值比較兩值比較39478103 . 2106 . 3102 . 8 geFF結(jié)論：庫(kù)侖力比萬(wàn)有引力大得多，結(jié)論：庫(kù)侖力比萬(wàn)有引力大得多，所以在原子中，作用在電子上的所以在原子中，作用在電子上的力，主要是電場(chǎng)力，萬(wàn)有引力完力，主要是電場(chǎng)力，萬(wàn)有引力完全可以忽略不計(jì)。全可以忽略不計(jì)。第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件一一 點(diǎn)電荷模型點(diǎn)電荷模型12121221201214q qFeFr 二二 庫(kù)侖定律庫(kù)

15、侖定律）（12rd 小結(jié)小結(jié)：真空電容率：真空電容率： ：q1指向指向q2的單位矢量的單位矢量庫(kù)侖力遵守牛頓第三定律庫(kù)侖力遵守牛頓第三定律1221208.8542 10CNmre第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件9-3 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度1、電場(chǎng)的概念、電場(chǎng)的概念電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)傳遞的，或者說電荷周圍電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)傳遞的，或者說電荷周圍存在有存在有電場(chǎng)電場(chǎng)。在該電場(chǎng)的任何帶電體，都受到電場(chǎng)的作用。在該電場(chǎng)的任何帶電體，都受到電場(chǎng)的作用力，這就是所謂的力，這就是所謂的近距作用近距作用。2、

16、電場(chǎng)的物質(zhì)性、電場(chǎng)的物質(zhì)性給電場(chǎng)中的帶電體施以給電場(chǎng)中的帶電體施以力力的作用。的作用。當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力作功；表明電場(chǎng)具有當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力作功；表明電場(chǎng)具有能量能量。變化的電場(chǎng)以光速在空間傳播，變化的電場(chǎng)以光速在空間傳播，表明電場(chǎng)具有表明電場(chǎng)具有動(dòng)量。動(dòng)量。表明電場(chǎng)具有動(dòng)量、質(zhì)量、表明電場(chǎng)具有動(dòng)量、質(zhì)量、能量，體現(xiàn)了它的物質(zhì)性能量，體現(xiàn)了它的物質(zhì)性.3、靜電場(chǎng)、靜電場(chǎng)靜止電荷產(chǎn)生的場(chǎng)叫做靜止電荷產(chǎn)生的場(chǎng)叫做靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)。電荷電荷 電場(chǎng)電場(chǎng) 電荷電荷一、靜電場(chǎng)一、靜電場(chǎng)第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院

17、教學(xué)課件教學(xué)課件1、試驗(yàn)電荷、試驗(yàn)電荷線度足夠小，小到可以看成點(diǎn)電荷；線度足夠小，小到可以看成點(diǎn)電荷；電量足夠小，小到把它放入電場(chǎng)中后，原來的電場(chǎng)電量足夠小，小到把它放入電場(chǎng)中后，原來的電場(chǎng)幾乎沒有什么變化。幾乎沒有什么變化。2、實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)在靜止的電荷在靜止的電荷Q周圍的靜電場(chǎng)中，放入試驗(yàn)電荷周圍的靜電場(chǎng)中，放入試驗(yàn)電荷q0 ，討，討論試驗(yàn)電荷論試驗(yàn)電荷q0 的受力情況。的受力情況。02004rrQqF F與與r 有關(guān)，而且還與試驗(yàn)電荷有關(guān)，而且還與試驗(yàn)電荷q0 有關(guān)。有關(guān)。二、電場(chǎng)強(qiáng)度二、電場(chǎng)強(qiáng)度第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)

18、理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件3、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)電荷將受到源電荷的作用力與試驗(yàn)電荷電量的比值試驗(yàn)電荷將受到源電荷的作用力與試驗(yàn)電荷電量的比值F/q0 則與試驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，可以反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)，用這個(gè)物理則與試驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，可以反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)，用這個(gè)物理量作為描寫電場(chǎng)的場(chǎng)量，稱為量作為描寫電場(chǎng)的場(chǎng)量，稱為電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)）。（簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)）。0qFE 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于位于電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于位于該點(diǎn)的單位正試驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力該點(diǎn)的單位正試驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電場(chǎng)力的方向一致（當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電場(chǎng)力的方向一致（當(dāng)q0為正值時(shí)）。為正值時(shí)）。單

19、位：?jiǎn)挝唬篘.C-1或或V.m-1電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(chǎng)的屬性，與試驗(yàn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(chǎng)的屬性，與試驗(yàn)電荷的存在與否無(wú)關(guān)，并不因無(wú)試驗(yàn)電荷而不存在與否無(wú)關(guān)，并不因無(wú)試驗(yàn)電荷而不存在，只是由試驗(yàn)電荷反映。存在，只是由試驗(yàn)電荷反映。4、電場(chǎng)力、電場(chǎng)力電荷電荷q在電場(chǎng)在電場(chǎng)E中中的電場(chǎng)力的電場(chǎng)力EqF當(dāng)當(dāng)q0時(shí)，電場(chǎng)力時(shí)，電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同；向相同；當(dāng)當(dāng)q0，電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E與與er同向同向Q0，電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E與與er反向。反向。說明：說明：(1)點(diǎn)電荷電場(chǎng)是非均勻電場(chǎng)；點(diǎn)電荷電場(chǎng)是非均勻電場(chǎng)；(2)點(diǎn)電荷電場(chǎng)具有球?qū)ΨQ性。點(diǎn)電荷電場(chǎng)具有球?qū)ΨQ性。+-三、點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度三、

20、點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件1q2q3q四四 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理0q1r1F2r3r2F3F0q由力的疊加原理得由力的疊加原理得 所受合力所受合力 iiFF點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 對(duì)對(duì) 的作用力的作用力 iiiirrqqF300 410qiq故故 處總電場(chǎng)強(qiáng)度處總電場(chǎng)強(qiáng)度 iiqFqFE000qiiEE電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理1、電荷離散分布、電荷離散分布第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件

21、qrerqE20d 41d2 、電荷連續(xù)分布情況、電荷連續(xù)分布情況qreEErd 41d20電荷電荷體體密度密度VqddqdEdrPVreErVd 4120點(diǎn)點(diǎn) 處電場(chǎng)強(qiáng)度處電場(chǎng)強(qiáng)度P第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件qPsd電荷電荷面面密度密度sqddsreErSd 4120ql d電荷電荷線線密度密度lqddlreErld 4120EdrEdrP第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件3、電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法、電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法離散

22、型離散型riierQEE 204 連續(xù)型連續(xù)型 rerdqEdE204 計(jì)算的步驟大致如下：計(jì)算的步驟大致如下：任取電荷元任取電荷元dq，寫出，寫出dq在待求點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)式；在待求點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)式；選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，將場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)式分解為標(biāo)量表選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，將場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)式分解為標(biāo)量表示式；示式；進(jìn)行積分計(jì)算；進(jìn)行積分計(jì)算；寫出總的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量表達(dá)式，或求出電場(chǎng)強(qiáng)度寫出總的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量表達(dá)式，或求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；的大小和方向；在計(jì)算過程中，要根據(jù)對(duì)稱性來簡(jiǎn)化計(jì)算過程。在計(jì)算過程中，要根據(jù)對(duì)稱性來簡(jiǎn)化計(jì)算過程。第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海

23、洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件qqqq電偶極矩（電矩）電偶極矩（電矩）0rqpp例例1 1 電偶極子的電場(chǎng)強(qiáng)度電偶極子的電場(chǎng)強(qiáng)度0r電偶極子的軸電偶極子的軸0r 討討 論論（1）電偶極子軸線延長(zhǎng)線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度電偶極子軸線延長(zhǎng)線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度20r20rAxOxEE第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件irxqE200)2( 41irxqE200)2( 41irxxrqEEE220200)4(2 40rx ixqrE3002 41302 41xpqqEE20r20rAxOx第九章第九章 靜電場(chǎng)靜

24、電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件qq0rxyBy （2 2）電偶極子軸線的中垂線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度電偶極子軸線的中垂線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EEErr20 41rqEE202)2(ryrrrrrEEEEx0cos2根據(jù)對(duì)稱性可知根據(jù)對(duì)稱性可知300 41rqrEExrr 2cos0第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件2/320200)4( 41ryiqrE0ry 300 41yiqrE30 41yp202)2(ryr300 41rqrEExqq0rxyByE

25、EErr第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件xqyxzoPRrrerlE20d 41dEEd由對(duì)稱性有由對(duì)稱性有iEExR解解 例例2 2 正電荷正電荷 均勻分布在半徑為均勻分布在半徑為 的圓環(huán)上的圓環(huán)上. .計(jì)算在環(huán)的軸線上任一點(diǎn)計(jì)算在環(huán)的軸線上任一點(diǎn) 的電場(chǎng)強(qiáng)度的電場(chǎng)強(qiáng)度. .qPlqdd) 2(Rq第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件xqyxzoRrlqddrerlE20d 41dP) 2(RqcosddEEEllxrxrl204dRrlx2030 4d23220)( 4Rxqx第九章第九章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件23220)( 4RxqxExqyxzoRrlqddPE討討 論論Rx （1 1）20 4xqE（點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度）（點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度）0,00Ex（2 2）RxxE22, 0dd（3 3）R22R22Eox第九章第