第八章靜電場臨時

第八章靜電場臨時第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四

一.電荷守恒定律§8-1電荷庫侖定律二.庫侖定律(CoulombLaw) 1.表述rq1q2++國際單位制中真空介電常數(shù)真空電容率兩種電荷量子化基本電荷點電荷

1.60×10-19C理想模型第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四2)約定：不特別說明，電荷為正(以后均如此)。2.說明1)基本實驗規(guī)律

宏觀～微觀*大多數(shù)力在本質(zhì)上是電力。*電學基礎平方反比？庫侖定律例8-3在圖中,三個點電荷所帶的電荷量分別為q1=-86C,q2=50C,q3=65C。各電荷間的距離如圖所示。求作用在q3上合力的大小和方向。三.電場力疊加原理q2q1q3F31F32F30.4m0.52m0.3mijxy第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四合力的大小為合力與x軸的夾角為庫侖定律（書11頁例題）q2q1q3F31F32F30.4m0.52m0.3mijxy答:所求力的大小281.8N，與x軸夾角64.8°。第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四一.電場§8-2電場電場強度2)靜電場：力的性質(zhì)；相對于參考系或觀察者靜止的電荷在周圍空間所產(chǎn)生的電場,也稱庫侖場。能量的性質(zhì)。3)電場性質(zhì)：給電荷以作用力的物理場。場是一種物質(zhì)。1)電場：二.電場強度電場強度：描述場中各點電場強弱的物理量。實驗表明：確定場點，比值與試驗電荷無關。定義電場強度第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四關于電場強度的理解:(1)電場強度是從電場對電荷有作用力的角度研究電場;(2)電場強度是電場中點的矢量函數(shù).三.電場強度的計算1.點電荷的場強公式——根據(jù)庫侖定律和場強的定義由庫侖定律由場強定義由兩式得第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四1)點電荷電場球對稱；討論2)從源電荷指向場點3)正電荷受力方向是場強方向。若Q為負，。若源電荷Q為正，則點電荷電場強度是單位矢量。﹢-第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四-q3+q2p+q12.點電荷系場強計算，場強疊加原理書17頁例題8-4-q3+q2p+q1——電場強度疊加原理第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四一對等量異號電荷相距，從電荷連線的中點向場點P畫一位矢，若,則這一對等量異號電荷稱為電偶極子。并記為例8-5.電偶極子垂直平分線上的電場-q+q-+Pr垂直平分線上(r>>l)r>>l電偶極子解：x由對稱性知，E沿x軸反方向第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四矢量積分分量求解3.連續(xù)帶電體場強計算p根據(jù)電場強度疊加原理引入概念電荷密度

線電荷密度面電荷密度

體電荷密度點電荷方向:—依據(jù)點電荷結果均勻帶電體點電荷大小:第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四電場強度疊加原理無限長直帶電線dqp例：分析無限長均勻帶電體，線密度，電場分布。解：建立如圖示坐標系，于對稱位置任取兩電荷微元分析知：電場垂直于帶電體，大小與線密度，及場點到帶電體的距離有關。dq第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四解：任取兩對稱電荷元由對稱性分析知：圓環(huán)軸線上的場強沿x正向，即例8-7.均勻帶電環(huán),電量q，半徑R，求軸線上電場。pxyz答：所求電場數(shù)值為Ex，場強沿x正向。第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四軸線上，遠處，與點電荷結果數(shù)值上相同。討論：電場強度疊加原理解題步驟：1.畫示意圖；2.建立坐標系，；3.選電荷元，寫，分析對稱性；4.投影；5.統(tǒng)一變量，定上下限，積分；6.結果：大小，方向。第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四切線方向：電場方向。電場線密、疏：對應電場強度量值的大、小。一.電場線：對電場的形象描述，不是真的存在。§8-3高斯定理ABC1.電場線舉例+2q-q兩正點電荷正點電荷點電荷組第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四電場線高斯定理2.電場線的性質(zhì)

書28頁1)電場線起始于正電荷(或無窮遠處)，終止于負電荷，不會在沒有電荷處中斷；2)電場線不會形成閉合曲線；3)兩條電場線不會相交。場的唯一性二.電通量1.電通量定義:

垂直通過任一面積元的電場線條數(shù)，稱作通過該面積元的電場強度通量，稱電通量，也稱E通量。：用Φ表示。2.Φ的單位：“條數(shù)”或“根數(shù)”電通量與E如何對應？第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四電通量高斯定理3.用電通量Φ描述均勻電場ES比較單位例電通量表示式時，E與Φ、S的關系：S由圖可知E是面積S處的電場！第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四高斯定理電通量規(guī)定法線方向：由閉合面內(nèi)指向面外為正方向6.閉合曲面的電通量三.電通量舉例:5.任意曲面電通量E是積分面積S處的電場！第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四+q+qR閉合曲面的電通量Φ，與點電荷q

在面內(nèi)的位置

與閉合曲面的形狀選球面為閉合面S，球心在q處。只要是閉合曲面包住了q……如果閉合曲面包住了-q？S如果閉合曲面沒有包住任何電荷？E？僅僅與電荷量有關。無關，無關，ES=0？電通量舉例例1.點電荷的電場的電通量：第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四q1q2q3點電荷若在S外,則“穿出”=“穿入”,

=0如圖，三個點電荷被圍于閉合面s內(nèi)，電通量舉例高斯定理+qS通過s的電通量:由場強疊加原理:舉例:例2.點電荷系電通量第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四1如圖所示，一個帶電量為q的點電荷位于立方體的A角上，則通過側面abcd的電場強度的通量等于：

(A)(B)(C)。(D)電通量練習第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四（1）通過S面的電場強度通量為零，（2）S面上各點的場強為零。（3）通過S面的電場強度通量為q/ε0，（4）S面上場強的大小為E=q/(4πε0r2)練習：A和B兩個均勻帶電球體，A帶電量+q，B帶電量-q，電通量練習作一與A同心的球面S，則：××√×第二十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四會求?。?！