高二物理竞赛课件：静电场 电场强度

1第七章静止电荷的电场§7-2静电场电场强度相对于观察者为静止的电荷所激发的电场。2第七章静止电荷的电场7.1物质的电结构库仑定律7.2静电场电场强度7.3静电场的高斯定理7.4静电场的环路定理电势7.5电场强度与电势梯度的关系7.6静电场中的导体7.7电容器的电容7.8静电场中的电介质7.9有电介质时的高斯定理电位移7.10静电场的能量电场电场强度电场强度的计算电场线电场强度通量主要任务：研究静电场的分布规律3电场超距作用：不需媒介，不需时间近距作用

(接触作用)：

“以太”—充满空间的弹性媒质。凡是有电荷的地方，四周就存在着电场；任何电荷都在自己周围的空间激发电场。电场的基本性质：对处于其中的任何其它电荷都有作用力。电磁场是物质的一种特殊形态；电磁场具有自己的运动规律；电磁场可脱离电荷和电流而独立存在；电磁场和实物一样具有能量、动量等属性。电场电荷1电荷2?4青蛙漂浮诺贝尔奖得主、超导体专家安德烈·海姆就曾经通过给青蛙注射磁性液体的方式，来让青蛙漂浮在超导体上方56

电场强度：试探电荷所受的力和试探电荷所带电量之比。[N/C][伏特/米]

点电荷的场强：描绘电场不能靠单个矢量，用矢量场；着眼于场强与空间坐标的函数关系。

7电场强度叠加原理

推导：空间某点的电场是空间所有电荷共同产生的。++-8例题7-4在直角坐标系的原点（0，0）及离原点1.0m的y轴上（0，1）处分别放置电荷量为q1=1.0×10-9C和q2=-2.0×10-9C的点电荷，

求x轴上离原点为2.0m处P点场强。q1Pq2F312.24m2m1mijxEE2E11200解：

q1在P点所激发的场强:

9例题7-4q1Pq2F312.24m2m1mijxEE2E11200解：

据场强叠加原理，P点总场强为

在直角坐标系的原点（0，0）及离原点1.0m的y轴上（0，1）处分别放置电荷量为q1=1.0×10-9C和q2=-2.0×10-9C的点电荷，

求x轴上离原点为2.0m处P点场强。10例题7-5解：1.电偶极子轴线延长线上任一点P

的场强求：电偶极子产生的电场强度。（延长线上、中垂线上）：电偶极矩电偶极子(electricdipole)：一对靠得很近的等量异号的点电荷组成的系统。+Er-ErP+q-qolr

11例题7-5解：2.电偶极子轴线的中垂线上任一点的场强求：电偶极子产生的电场强度。-Er+ErErP+q-qoarr12连续带电体的电场将带电体分成无数个电荷元dq，不一定是点电荷。求矢量和：分解、求场强：充分利用电荷分布的对称性，减少计算。点电荷：13连续分布电荷的场强电荷的体密度：单位体积内的电荷。[C/m3]电荷的面密度：单位面积内的电荷。[C/m2]电荷的线密度：单位长度内的电荷。[C/m]14例题7-6

（1）其分量式:（2）(1)式代入(2)式，并积分解：建立坐标系。

选积分元15例题7-6

解：同理讨论：2）3）1)在导线的中垂线上16例题7-7

由于对称性可知电场沿x方向。解：由点电荷场强公式：a17例题7-7

电场沿x方向。讨论:2）3）1）a相当于点电荷的电场。a.yzxdq18例题7-8求:半径为R，面电荷密度为的均匀带电圆盘轴线上的场强。d由对称性可知电场只沿x轴方向讨论:1)成为无限大带电平板，与x无关

均匀电场成为点电荷的电场2）解：取微元电荷上题结果：19叠加思路20电场线（电力线）目的：形象地了解电场分布。电场线：曲线上每一点的切线方向都与该点处的场强E方向一致。电场线数密度：在电场中任一点取一小面元ΔS与该点场强方向垂直，则穿过ΔS的电场线数ΔN

之比。（大小）法拉第提出BA21电场线性质电场线起自正电荷（或来自无穷远），止于负电荷（或伸向无穷远），但不会在没有电荷的地方中断。若带电体系中正、负电荷一样多，则由正电荷出发的全部电场线都集中到负电荷上。两条电场线不会相交。静电场中的电场线不形成闭合线。一般，一个正电荷在电场中的运动轨迹不是沿着电场线.22电通量电场线数密度：：S面法线与E的夹角电场线根数：

与穿过一个曲面的电场线的数目成正比。通过整个曲面S的总电通量：N·m2/C表征电场分布情况的物理量23闭合曲面电通量对于闭合曲面：规定指向曲面外部空间的法线矢量为正。因此，电场线穿出曲面的地方，电通量为正。反之为负。电场线穿出处，α

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