高二物理竞赛静电场的概念课件

电磁学

电能是应用最广泛的能源；电磁波的传播实现了信息传递；电磁学与工程技术各个领域有十分密切的联系；电磁学的研究在理论方面也很重要。1905年爱因斯坦建立狭义相对论1865年麦克斯韦提出电磁场理论1820年奥斯特发现电流对磁针的作用公元前600年1831年法拉第发现电磁感应古希腊泰勒斯第一次记载电现象第7章真空中的静电场静电场----相对于观察者静止的电荷产生的电场恒定电场—不随时间改变的电荷分布产生不随时间改变的电场

两个物理量：场强、电势；

一个实验规律：库仑定律；

两个定理：高斯定理、环流定理电荷守恒定律：在一个孤立系统内发生的过程中，正负电荷的代数和保持不变。电荷的量子化效应：Q=Ne7.1静电场的概念

7.1.1电荷与电荷守恒定律电荷的种类：正电荷、负电荷电荷的性质：同号相斥、异号相吸电荷的多少单位：库仑符号：C电荷具有相对论不变性。7.1.2库仑定律——真空介电常数。——单位矢量,由指向。——电荷q1作用于电荷q2的力。

真空中两个静止的点电荷之间的作用力（静电力），与它们所带电荷的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力沿着这两个点电荷的连线,同号相斥，异号相吸。讨论库仑定律包含同号相斥，异号相吸这一结果。(a)q1和q2同号，则q1q2>0,

和同向，方程说明1排斥2斥力(b)q1和q2异号，则q1q2<0,

和反向，方程说明1吸引2引力注意：只适用两个点电荷之间数学表达式离散状态连续分布

静电力的叠加原理作用于某电荷上的总静电力等于其他点电荷单独存在时作用于该电荷的静电力的矢量和。所以库仑力与万有引力数值之比为

电子与质子之间静电力（库仑力）为吸引力电子与质子之间的万有引力为

例1在氢原子中，电子与质子的距离为5.310-11米，试求静电力及万有引力，并比较这两个力的数量关系。忽略！解：由于电子与质子之间距离约为它们自身直径的105倍，因而可将电子、质子看成点电荷。例2有—长度为2b，电荷线密度为λ的均匀带电直线，—个点电荷q位于它的垂直平分线上，离开它的垂直距离为a，计算作用于点电荷上的力。图11.3解

根据对称性:由图有和1.电场叠加性研究方法：能法—引入电势U力法—引入场强对外表现：a.对电荷（带电体）施加作用力b.电场力对运动电荷（带电体）作功2.电场强度场源电荷试验电荷电场电荷电荷7.1.3电场电场强度讨论(2)一总电荷为Q>0的金属球，在它附近P点产生的场强为。将一点电荷q>0引入P点，测得q实际受力与q之比为，是大于、小于、还是等于P点的(1)由是否能说，与成正比，与成反比？

场强叠加原理点电荷系连续带电体1.点电荷电场7.1.4电场强度的计算设真空中有n个点电荷q1,q2,…qn，则P点场强场强在坐标轴上的投影2.点电荷系的电场□例1．电偶极子如图已知：q、-q、r>>l，电偶极矩求：A点及B点的场强解：A点设+q和-q

的场强分别为和对B点：结论3.连续分布电荷的电场电荷元随不同的电荷分布应表达为体电荷面电荷线电荷□例2

求一均匀带电直线在O点的电场。已知：

a、1、2、。解题步骤1.

选电荷元5.选择积分变量4.建立坐标，将投影到坐标轴上2.确定的方向3.确定的大小选θ作为积分变量

当直线长度无限长均匀带电直线的场强当方向垂直带电导体向外，当方向垂直带电导体向里。讨论课堂练习求均匀带电细杆延长线上一点的场强。已知q,L,a例3求一均匀带电圆环轴线上任一点x处的电场。已知：q、R、x。yzxxpRdqryzxxpRdqr讨论（1）当的方向沿x轴正向当