大学物理课件静电场1

1、第 二 篇 电 磁 学 内容包括：静电场真空、介质；静磁场真空、介质；电磁场电磁感应；位移电流。麦克斯韦方程组 目录第6章 真空中的静电场第7章 静电场中的导体和电介质第8章 稳恒电流和真空中的稳恒磁场第9章 有磁介质存在时的磁场 第10章 电磁感应第11章 麦克斯韦方程组第六章 真空中的静电场61 电荷 库仑定律一、电荷：1. 电荷的正负性：2. 电荷的量子性： 电荷量子化。 电荷的基本单元： 忽略电荷量子化的条件：3. 电荷的守恒性：4. 电荷的相对论不变性：二、库仑定律：1. 点电荷：理想模型。条件：带电体的线度远小于其与外界的作用距离。带电的几何点。2. 真空中的库仑定律： 内容： 真

2、空中两静止点电荷间的相互作用力的大小，与其带电量的乘积q1q2成正比，与其间距r 的平方成反比；作用力的方向沿着两点电荷的连线，同号相斥，异号相吸。电荷q2 受到电荷q1的作用力为：SI制中：q1、 q2同号，斥力。（q1、 q2同号）q1、 q2异号，引力。 常用形式：则库仑定律写为：真空电容率 说明： 只适用于真空中静止点电荷的相互作用。 满足力的叠加原理： 当真空中有n2个静止点电荷时，作用在其中任意一个点电荷上的静电力等于其他各点电荷单独存在时对该点电荷所施静电力的矢量和。 电场力叠加原理62 静电场 电场强度一、电场 静电场：1. 电荷间的相互作用是靠电场实现的。静电场，由静止电荷在

3、其周围空间激发的电场。2. 电荷电场电荷电场对处于其中的其他电荷的作用力。 两个电荷间的相互作用力本质上是一个电荷的电场作用在另一个电荷上的电场力。3. 电场的主要对外表现： 电场对处于其中的任意带电体有力的作用。 电场具有能量，带电体在其中运动时，电场力将对其做功。 位于电场中的导体和电介质要受其影响。（相互作用）电场力：二、电场强度：1. 试验电荷q0 ：q0的几何线度很小，可看作点电荷。为简单，指+ q0q0的电量很少，对原电场几乎不产生影响。同时满足2. 电场强度： 操作性定义： 物理意义： 将试验电荷q0放入电场中某点，测得在该点处其所受的电场力为 ，则定义该点的电场强度： 即：电场

4、中任意点的电场强度等于单位正电荷在该点所受电场力。 注意：A. 电场强度反映了电场的性质，与试验电荷的存在与否无关。而只由场源电荷的分布和多少决定。B. 电场强度是电场空间的点函数。不同的场点有不同的电场强度。不均匀电场（非均匀电场）：空间各点电场强度均相同。均匀电场（匀强电场）：3. 电场对其中电荷的力的作用： 若电荷q 放入电场中某点，该点的场强为 ，则此电荷所受电场力为：q 0 ，q l 。同理：例2：一长为L的均匀带电直线，总电量为q。线外一点P至直线的 距离为d。 P点与直线两端连线的夹角分别为1、 2 。 求：此带电直线的电场在P点产生的场强。解：建立直角坐标系。场点P的坐标为(0, d) ，(0, d)带电直线的线密度为：在直线上距原点x处取电荷元dx，带电量为：此元电荷的电场在P点的场强的大小为：设其方向与x轴正向的夹角为，可将此电场强度元分解为：几何关系：(0, d)(0, d)P点的场强为：讨论：若此直线无限长，则：长直导线外任一点的场强为：例3：均匀带电圆环轴线上的场强。 如图，均匀带电圆环电量为q（设q0）,环半径为R。求其轴线上任一点P的场强。建立直角坐标系。在环上任取一段长为dl的微元，带电量：dq的电场在P点的场强的大小为：方向如图。根据对称性： x=0时，所讨论点场强大小E=0。即：环心处场强为零。 R0)。求：轴线上与盘心距