大学物理 5.2 静电场 电场强度

15.2.1电场电场强度1.在电荷周围空间存在一种特殊物质，它可以传递电荷之间的相互作用力，这种特殊物质称为电场。如何理解电荷之间的相互作用？怎样实现？2.电场的基本性质（1）对放其内的任何电荷都有作用力---电场力电荷电场电荷一、电场静电场2（2）电场力对移动电荷作功3.静电场和静电力相对于观察者静止的电荷产生的电场静电场对放入其中的电荷的电场力静电力:静电场:二、电场强度怎样来描述电场？如怎样描述电场的强弱？3条件1、电量充分地小2、线度足够地小场点：考察点场源电荷：产生电场的电荷试验电荷试验电荷受力为试验表明：与试验电荷无关反映场的性质4定义电场强度：12点电荷在外场中受的电场力---电场的空间分布反映场的强弱5一点电荷电场强度F

正电荷负电荷位矢场点O

场源场具有球对称分布大小：方向：5.2.3电场强度的计算6二点电荷系产生的电场电场强度叠加原理

点电荷系（许多点电荷组成的系统）的电场可推广到多个点电荷组成的点电荷系电场强度叠加原理：7三、连续带电体（电荷连续分布的带电体）产生的电场将带电体分成很多电荷元dq（2）带电体的总场强：以下的问题是引入电荷密度的概念并选取合适的坐标，给出具体的计算表达式。P＋＋＋＋＋＋＋＋（1）dq的场强：dq---点电荷带电体---点电荷系8电荷的体密度电荷的面密度电荷的线密度9体电荷分布的带电体的场强面电荷分布的带电体的场强线电荷分布的带电体的场强10电偶极矩(电矩)1.电偶极子的电场电偶极子的轴+-四、几种典型带电系统的电场电偶极子：一对等量异号电荷组成的带电系统11（1）轴线延长线上一点的电场强度..+-12..+-13（2）轴线中垂线上一点的电场强度.+-.14例1:求距离均匀带电细棒为a的p点处电场强度。

设棒长为L,带电量q，电荷线密度为l

=q/Lθdq解：连续带电体方向：如图大小：apa

bdx将矢量积分转化成代数量的积分以消除积分中的矢量方向所带来的复杂性选坐标并任取一小段dq如图2.均匀带电直线段的电场15θdqapa

bdx统一变量16θdqapa

bdx同理:

（1）方法：讨论:建立坐标：将矢量积分转化成代数量的积分积分过程中的统一变量过程17

（2）当a<<L时a=0,b=pθdqapa

bdx无限长均匀带电细棒场强具有柱对称分布18因，所以dq1和dq2产生的场关于x对称，所以dq和dq’产生的场的矢量和沿y轴p（3）p在中垂线上b=p-a

dqdxdx---带电体关于y轴对称dq和dq’关于y对称整个带电体可以看作为由许多象dq和dq’一样的关于y轴对称的一对电荷组成的点电荷系，按场强的叠加原理，带电体球的场强y轴方向。19---点电荷pdqdxdxb=p-a

方法：通过带电体的电荷分布的对称性分析

场强的对称性。当L

<<a时20

例2正电荷q均匀分布在半径为R的圆环上.

计算通过环心点O并垂直圆环平面的轴线上任一点P处的电场强度.3.均匀带电圆环轴线上一点的电场由对称性有连续带电体22解连续带电体由对称性:23---点电荷（1）（2）（3）讨论24

例3有一半径为R，电荷均匀分布的薄圆盘，其电荷面密度为

.

求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度.

25解rdr

整个带电体看作为由许多圆环组成的系统

圆环的场强由例１26讨论END---点电荷----无限大带电平面均匀电场，方向垂