大學(xué)物理課件靜電場(chǎng)1

1、第 二 篇 電 磁 學(xué) 內(nèi)容包括：靜電場(chǎng)真空、介質(zhì)；靜磁場(chǎng)真空、介質(zhì)；電磁場(chǎng)電磁感應(yīng)；位移電流。麥克斯韋方程組 目錄第6章 真空中的靜電場(chǎng)第7章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)第8章 穩(wěn)恒電流和真空中的穩(wěn)恒磁場(chǎng)第9章 有磁介質(zhì)存在時(shí)的磁場(chǎng) 第10章 電磁感應(yīng)第11章 麥克斯韋方程組第六章 真空中的靜電場(chǎng)61 電荷 庫侖定律一、電荷：1. 電荷的正負(fù)性：2. 電荷的量子性： 電荷量子化。 電荷的基本單元： 忽略電荷量子化的條件：3. 電荷的守恒性：4. 電荷的相對(duì)論不變性：二、庫侖定律：1. 點(diǎn)電荷：理想模型。條件：帶電體的線度遠(yuǎn)小于其與外界的作用距離。帶電的幾何點(diǎn)。2. 真空中的庫侖定律： 內(nèi)容： 真

2、空中兩靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力的大小，與其帶電量的乘積q1q2成正比，與其間距r 的平方成反比；作用力的方向沿著兩點(diǎn)電荷的連線，同號(hào)相斥，異號(hào)相吸。電荷q2 受到電荷q1的作用力為：SI制中：q1、 q2同號(hào)，斥力。（q1、 q2同號(hào)）q1、 q2異號(hào)，引力。 常用形式：則庫侖定律寫為：真空電容率 說明： 只適用于真空中靜止點(diǎn)電荷的相互作用。 滿足力的疊加原理： 當(dāng)真空中有n2個(gè)靜止點(diǎn)電荷時(shí)，作用在其中任意一個(gè)點(diǎn)電荷上的靜電力等于其他各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)對(duì)該點(diǎn)電荷所施靜電力的矢量和。 電場(chǎng)力疊加原理62 靜電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度一、電場(chǎng) 靜電場(chǎng)：1. 電荷間的相互作用是靠電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。靜電場(chǎng)，由靜止電荷在

3、其周圍空間激發(fā)的電場(chǎng)。2. 電荷電場(chǎng)電荷電場(chǎng)對(duì)處于其中的其他電荷的作用力。 兩個(gè)電荷間的相互作用力本質(zhì)上是一個(gè)電荷的電場(chǎng)作用在另一個(gè)電荷上的電場(chǎng)力。3. 電場(chǎng)的主要對(duì)外表現(xiàn)： 電場(chǎng)對(duì)處于其中的任意帶電體有力的作用。 電場(chǎng)具有能量，帶電體在其中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力將對(duì)其做功。 位于電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)要受其影響。（相互作用）電場(chǎng)力：二、電場(chǎng)強(qiáng)度：1. 試驗(yàn)電荷q0 ：q0的幾何線度很小，可看作點(diǎn)電荷。為簡(jiǎn)單，指+ q0q0的電量很少，對(duì)原電場(chǎng)幾乎不產(chǎn)生影響。同時(shí)滿足2. 電場(chǎng)強(qiáng)度： 操作性定義： 物理意義： 將試驗(yàn)電荷q0放入電場(chǎng)中某點(diǎn)，測(cè)得在該點(diǎn)處其所受的電場(chǎng)力為 ，則定義該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度： 即：電場(chǎng)

4、中任意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于單位正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力。 注意：A. 電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的性質(zhì)，與試驗(yàn)電荷的存在與否無關(guān)。而只由場(chǎng)源電荷的分布和多少?zèng)Q定。B. 電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(chǎng)空間的點(diǎn)函數(shù)。不同的場(chǎng)點(diǎn)有不同的電場(chǎng)強(qiáng)度。不均勻電場(chǎng)（非均勻電場(chǎng)）：空間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度均相同。均勻電場(chǎng)（勻強(qiáng)電場(chǎng)）：3. 電場(chǎng)對(duì)其中電荷的力的作用： 若電荷q 放入電場(chǎng)中某點(diǎn)，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為 ，則此電荷所受電場(chǎng)力為：q 0 ，q l 。同理：例2：一長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻帶電直線，總電量為q。線外一點(diǎn)P至直線的 距離為d。 P點(diǎn)與直線兩端連線的夾角分別為1、 2 。 求：此帶電直線的電場(chǎng)在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。解：建立直角坐標(biāo)系。場(chǎng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0, d) ，(0, d)帶電直線的線密度為：在直線上距原點(diǎn)x處取電荷元dx，帶電量為：此元電荷的電場(chǎng)在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小為：設(shè)其方向與x軸正向的夾角為，可將此電場(chǎng)強(qiáng)度元分解為：幾何關(guān)系：(0, d)(0, d)P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為：討論：若此直線無限長(zhǎng)，則：長(zhǎng)直導(dǎo)線外任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為：例3：均勻帶電圓環(huán)軸線上的場(chǎng)強(qiáng)。 如圖，均勻帶電圓環(huán)電量為q（設(shè)q0）,環(huán)半徑為R。求其軸線上任一點(diǎn)P的場(chǎng)強(qiáng)。建立直角坐標(biāo)系。在環(huán)上任取一段長(zhǎng)為dl的微元，帶電量：dq的電場(chǎng)在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小為：方向如圖。根據(jù)對(duì)稱性： x=0時(shí)，所討論點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小E=0。即：環(huán)心處場(chǎng)強(qiáng)為零。 R0)。求：軸線上與盤心距