電荷 庫倫定律 電場

關于電荷庫倫定律電場第1頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月一.電荷的量子化1897年湯姆遜發(fā)現(xiàn)1913年密立根試驗驗證（不連續(xù)）最小基本電荷元電荷二.電荷守恒定律

系統(tǒng)電荷的代數(shù)和不變如電子偶湮沒a.

量子化——自然界一個普遍法則注b.

電荷基本性質正負性、量子性、守恒性、相對論不變性（Q與運動狀態(tài)無關）2

.第2頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月6－2庫侖定律真空電容率(F·m-1)方向（斥力）方向（引力）真空：兩點電荷（模型）：(與F萬類似)a.

也適用均勻分布球形電荷（對稱性）注b.

對非點電荷c.對微觀粒子F萬<<Fe（微元法）為點電荷間作用力3

.第3頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月例1、在氫原子中，電子與質子的距離約為5.310-11m。求它們之間的萬有引力和靜電力。（已知G=6.6710-11N·m2·kg-2，M=1.6710-27kg,m=9.1110-31kg）解：第4頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.“場”概念的建立和發(fā)展英國牛頓：力可以通過一無所有的空間以無窮大速率傳遞，關鍵是歸納力的數(shù)學形式而不必探求其傳遞機制.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.18世紀：力的超距作用思想風行歐洲大陸。第5頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月英國法拉第：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。19世紀：英國麥克斯韋:建立電磁場方程，定量描述場的性質和場運動規(guī)律。第6頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月二.

電場強度一.

靜電場6－３電場強度物質實物場靜電場物質性力性質—能性質—場點位置場源電荷Q空間分布唯一性原理：（Ｑ大小、形狀、…）（大小、方向）場源電荷空間分布空間分布q0q0q04

.第7頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月點電荷q已知分布非點電荷qPQ+q0PQ>0PQ<0三.

點電荷電場強度特點：非均勻場，球對稱性Q>0方向方向Q<0徑向+－真空中5

.第8頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月四.

電場強度疊加原理真空中對q

0p點：討論：a.

點電荷系（離散）b.

帶電體（連續(xù)）積分——場源電荷分布范圍一般(

幾何法，正交解析法

)矢量和+P6

.第9頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月電荷元+P式中—電荷元dq在P點的電場c.

組合場dq的選取其它基本電荷—可避免重積分

點電荷—有可能作重積分線元面元體元式中—已知電荷源的電場a.

矢量求和基本法則（正交解析法）注離散連續(xù)b.

對稱性分析與利用—分析場的對稱性，建立恰當坐標系7

.第10頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月電偶極矩(電矩)五.

電偶極子的電場強度1.電偶極子（有極分子電模型）2.討論電偶極子的場分布正負等量電荷±q，r>>r0+-oP（1）軸線上一點Ax>>r0且.+-o8

.第11頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）垂直平分線上一點

B+-.o建立圖示坐標系（利用對稱性）由對稱性知Ey=0則式中9

.第12頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月Pa12yxo例1、真空中有均勻帶電直線，長為L，總電量為Q。線外有一點P，離開直線的垂直距離為a，P點和直線兩端連線的夾角分別為1和2。求P點的場強。（設電荷線密度為）dxx解：電荷元：dq=dxdEdExdEyr第13頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月[例2]

正電荷q均勻分布在半徑為R的圓環(huán)上.計算通過環(huán)心點O并垂直圓環(huán)平面的軸線上任一點P處的電場強度.分析：a.

線分布，d

q取線元形式點電荷b.

對稱性分析與利用c.

物理問題常變量識別本題：改變d

q位置，rθ均常量、結論（記?。?0

.第14頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月令討論:a.圓環(huán)—“點電荷”b.環(huán)心處（x=0）（對稱性）

c.極值極大值11

.第15頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月[例3]

有一半徑為R，電荷均勻分布的薄圓盤，其電荷面密度為

.

求通過盤心且垂直盤面的軸線上任意一點處的電場強度.

rdr分析：a.

面分布c.

d

E方向沿x軸結論如仍取點電荷二重積分ds—極坐標形式如取均勻帶電細圓環(huán)(上例)單積分dE—上例結論b.

任取細圓環(huán)(r,dr)12

.第16頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月討論：a.

x>>R