大学物理：10-2 电场强度

1、10.2 10.2 电场强度电场强度10.2 电场强度电场强度10.2.1 静电场静电场 不随时间变化的电场称为不随时间变化的电场称为静电场静电场。静止电荷的。静止电荷的周围的电场就是静电场。周围的电场就是静电场。 场是一种特殊形态的物质，它具有场是一种特殊形态的物质，它具有质量质量、动动量量和和能量能量。与实物不同的是：几个电磁场可以同时。与实物不同的是：几个电磁场可以同时占据同一空间，也就是说，占据同一空间，也就是说，场是可以叠加的场是可以叠加的。 电荷电荷电荷电荷力电场电场10.2 10.2 电场强度电场强度10.2.2 电场强度电场强度试探电荷试探电荷q0：电量足够小：电量足够小;几何

2、尺寸足够小。几何尺寸足够小。0qFE单位：单位：N/C或或V/m10.2.3 点电荷电场强度点电荷电场强度rrQeE2041-q0rerQqF20041rPqzxQyF10.2 10.2 电场强度电场强度10.2.4 电场强度叠加原理电场强度叠加原理niiiiniiNiierQEqFqFE120110041NiiiierQE12041点电荷系统：点电荷系统：电荷连续分布带电体：电荷连续分布带电体：rerqE20d41ddqreEdEr2041电场服从矢量叠加电场服从矢量叠加2Q1F2F3F1r1e2r2e3e3r0q1Q3QP10.2 10.2 电场强度电场强度+PqdEdr若若线密度线密度为

3、为，线元为，线元为dl，则，则 dldqdsdq若若面密度面密度为为， 面元为面元为dS，则，则 若若体密度体密度为为 体积元为体积元为dV，则，则dVdqdVreErV2041dSreErs2041dlreErl2041Pl dEdr10.2 10.2 电场强度电场强度例例1 电偶极子的电场强度电偶极子的电场强度 电偶极子：电偶极子：大小相等，符号相反且存在一微小间大小相等，符号相反且存在一微小间距的两个点电荷构成的复合体。距的两个点电荷构成的复合体。p-qqll qp电偶极距电偶极距（1）轴线延长线上一点的电场强度轴线延长线上一点的电场强度xOx20r20r. E EA.q+q-10.2

4、10.2 电场强度电场强度irxqE200)2(41irxqE200)2(41irxxrqEEE220200)4(2 4时当0rx ixqrE300241iqrrqP0030241xPE4/202rx 2x10.2 10.2 电场强度电场强度例例1：电偶极子在：电偶极子在轴线中垂线上一点的轴线中垂线上一点的电场强度电场强度erqE2041erqE2041202)2(ryrrr3041ypEEE0ry qOx0r.yBeerr+- E. EEqyl qp 其中其中叫电偶极子的电矩叫电偶极子的电矩10.2 10.2 电场强度电场强度（2）轴线中垂线上一点的电场强度轴线中垂线上一点的电场强度erqE

5、2041erqE2041202)2(ryrrr)2(0j yirrrj yire/ )2(0qOx0r.yBeerr+- E. EEqy10.2 10.2 电场强度电场强度0ry 3041ypE)2(41030irj yrqErj yire/ )2(0)2(41030irj yrqE)2(41030irj yrqEEE)2(41030irj yrqirqrE300412/320200)4(4ryiqrqE10.2 10.2 电场强度电场强度例例2 均匀带电圆环轴线上的电场。均匀带电圆环轴线上的电场。 正电荷正电荷q均匀分布在半径为均匀分布在半径为R的圆环上的圆环上. 计算计算通过环心点通过环心

6、点O并垂直圆环平面的轴线上任一点并垂直圆环平面的轴线上任一点P处处的电场强度的电场强度.lqdd解解Rq220d41drlEllEEExcosddxPoxxREdxEdl dEdr0lEEd由于由于10.2 10.2 电场强度电场强度Rlrx2030d4E23220)(4RxqxRx （1）20 4xqE 0ddxE（3）Rx220 x（2）00ER22R22Eox10.2 10.2 电场强度电场强度例例3 均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度。均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度。 有一半径为有一半径为R，电荷均匀分布的薄圆盘，其电，电荷均匀分布的薄圆盘，其电荷面密度为荷面密度为 . 求通过盘心且垂直盘面的轴线上任求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度意一点处的电场强度. Pxox2/ 122)(rx rdrRrrqd2d2