電場強度講座

§8-2電場電場強度一、電場1.“場〞概念的引入17世紀(jì)英國牛頓：力可以通過一無所有的空間以無窮大速率傳遞，歸納力的數(shù)學(xué)形式而不必探求力傳遞機制。法國笛卡爾：力靠充滿空間的“以太〞的渦旋運動和彈性形變傳遞。電荷電荷英國法拉第：探索電磁力傳遞機制,由電極化現(xiàn)象和磁化現(xiàn)象提出“場〞的概念。18世紀(jì)：力的超距作用思想風(fēng)行歐洲大陸。20世紀(jì)愛因斯坦:相對論加強了場概念的重要性，質(zhì)能關(guān)系揭示出實物與場不能截然劃分。場本身參與能量和動量交換。光子理論認為電磁場由光子組成，帶電粒子通過交換光子相互作用。電荷電場電荷19世紀(jì)英國麥克斯韋:建立電磁場方程，定量描述場的性質(zhì)和場運動規(guī)律。BA費曼圖用、來分別描述靜電場的上述兩項性質(zhì)2.靜電場相對于觀察者靜止的帶電體周圍的電場

靜電場的對外表現(xiàn)：(1)場中任何帶電體受電場力作用——

動量傳遞(2)帶電體在電場中移動時，電場對帶電體做功——能量傳遞二、電場強度場源電荷：產(chǎn)生電場的點電荷、點電荷系、或帶電體。試探電荷：1.電場強度定義

點電荷

電荷足夠小場源電荷試探電荷

單位:N/C;V/m。

和試探電荷無關(guān)

電荷q0受電場力:

定義:單位試探電荷所受的電場力場源電荷試探電荷1.電場強度定義思考：試探電荷q0的正負怎樣影響原場假設(shè)場源電荷q>0q0>0時q0<0時F/q0(實驗值〕<E〔真值〕F/q0>E(F由測力器測出〕假設(shè)場源電荷q<0q0>0時F/q0>Eq0<0時F/q0<E三、電場強度的計算（1）點電荷的電場（3）連續(xù)分布電荷的電場（2）場強疊加原理和點電荷系的電場空間矢量函數(shù)研究靜電場即對各種場源電荷求其分布。

1.點電荷場強公式球?qū)ΨQ分布場點源點q+由靜電場力疊加原理靜電場強疊加原理：點電荷系電場中某點總場強等于各點電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強矢量和。即2.電場強度疊加原理(2)點電荷系的電場場點q1+q2-(2)連續(xù)帶電體+例1.求電偶極子的電場電偶極子：相距很近的等量異號電荷電偶極矩〔電矩〕：+電偶極子的軸:(1)軸線延長線上A的場強..+-〔2〕軸線中垂線上一點的電場強度..+-例2.求一均勻帶電直線在P點的電場。解：建立直角坐標(biāo)系取線元dx帶電將投影到坐標(biāo)軸上xyθPdx積分變量代換代入積分表達式同理可算出xdxθPy當(dāng)直線長度無限長均勻帶電直線的場強：{討論：極限情況:

例3：求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點x處的電場。由對稱性解：所以，由對稱性當(dāng)dq

位置發(fā)生變化時，它所激發(fā)的電場矢量構(gòu)成了一個圓錐面。.討論：(1)環(huán)心處相當(dāng)于點電荷的電場公式例4求均勻帶電圓盤軸線上任一點的電場。解：由例3均勻帶電圓環(huán)軸線上一點的電場p討論：2.當(dāng)xR>>1.當(dāng)<<xR無限大均勻帶電平面的場強，勻強電場可視為點電荷的電場(1)無限大帶電平面產(chǎn)生與平面垂直的均勻電場(2)兩平行無限大帶電平面（）的電場+=兩平面間兩平面外側(cè)求電場的根本方法：用點電荷〔或典型電荷〕電場公式和場強疊加原理典型帶電體電場的分布：3.均勻帶電圓環(huán)軸線上：2.無限長均勻帶電直線：垂直于帶電直線4.無限大均勻帶電平面：垂直于帶電面1.點電荷電場:四.電場線〔電場的圖示法〕

(1)曲線上每一點切線方向為該點電場方向,(2)通過垂直于電場方向單位面積電場線數(shù)為該點電場強度的大小.規(guī)定:點電荷的電場線正點電荷+負點電荷一對等量異號點電荷的電場線+一對等量正點電荷的電場線++一對不等量異號點電荷的電場線均勻帶電直導(dǎo)線的電場線＋q帶電平行板電容器的電場線++++++++++