2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度

1、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度：為了測(cè)量電場(chǎng)，在電場(chǎng)中引入“試探電荷” q0 ：(1) q0的值很小不改變?cè)妶?chǎng)的分布；(2) q0為點(diǎn)電荷精確測(cè)量每一點(diǎn)電場(chǎng)。由庫(kù)侖定律， q0所受的電場(chǎng)力正比于|q0| ，方向隨q0的正、負(fù)而反向。即：比值 是一個(gè)大小和方向都和q0無關(guān)的量。它反映了電場(chǎng)本身的性質(zhì)。定義：電場(chǎng)強(qiáng)度（場(chǎng)強(qiáng)）矢量單位：若 q0 = + 1 C，則 。 即：電場(chǎng)中任一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向等于單位正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小和方向。通常，電場(chǎng)強(qiáng)度是空間位置的函數(shù)：若空間各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都不變，則該電場(chǎng)稱為勻強(qiáng)電場(chǎng)（或均勻電場(chǎng)）。由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義：一點(diǎn)電荷q在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力：點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

2、、電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理：在距電荷 q（場(chǎng)源電荷）為r的P點(diǎn)放一試探電荷q0 ，由庫(kù)侖定律：由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為：當(dāng)q 0 時(shí)，同向； q 0時(shí)，反向。(1) 點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)：+qq0-qq0PP點(diǎn)電荷系的場(chǎng)強(qiáng)：設(shè)試探電荷q0處于點(diǎn)電荷系 q1 , q2 , , qn 產(chǎn)生的電場(chǎng)中的P點(diǎn)，由電力疊加原理：所以，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為：其中：為qi 指向場(chǎng)點(diǎn)P的單位矢量。場(chǎng)強(qiáng)疊加原理：點(diǎn)電荷系在某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。+q1q0-q3+q2P 電荷連續(xù)分布帶電體的場(chǎng)強(qiáng)：電荷連續(xù)分布的帶電體可看作無窮多點(diǎn)電荷組成的點(diǎn)電荷系。其中某電荷元dq在場(chǎng)點(diǎn)P的場(chǎng)強(qiáng)為：整個(gè)帶電

3、體在場(chǎng)點(diǎn)P的場(chǎng)強(qiáng)為：電荷體分布時(shí)：電荷體密度。電荷面分布時(shí)：電荷面密度。電荷線分布時(shí)：電荷線密度。dqP用場(chǎng)強(qiáng)疊加原理求電場(chǎng)強(qiáng)度：當(dāng)場(chǎng)源電荷的分布已知時(shí)，利用場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，原則上可以求出任意帶電體的電場(chǎng)分布。在具體求電場(chǎng)時(shí)，應(yīng)先取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，然后求出電場(chǎng)在 x, y, z三個(gè)坐標(biāo)方向的分量： Ex , Ey , Ez 。最后求出合電場(chǎng)。例9-3例：求電偶極子延長(zhǎng)線上和中垂線上任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。一對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷，當(dāng) l r 時(shí)稱為電偶極子。稱為電偶極矩。 由負(fù)電荷指向正電荷。(1) 延長(zhǎng)線上：始終同方向，所以：r+q-qoP(2) 中垂線上：r+q-qoQr+r-始終反方向，所以：例例：求長(zhǎng)為L(zhǎng)，線電荷密度為的均勻帶電直線中垂面上一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。xydllordqa1P1由對(duì)稱性：得：討論：(1) 當(dāng) a L 時(shí)，帶電細(xì)棒可當(dāng)作點(diǎn)電荷。此時(shí)：10 , sin1L / 2a例9-2xRordqaP例：求半徑為R，帶電量為q (q0)的均勻帶電圓環(huán)軸線上一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。由對(duì)稱性：(1) a R 時(shí)：(2) a = 0 時(shí)：討論：例例：求半徑為R，面電荷密度為的均勻帶電薄圓板軸線上一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。xroa