大学物理-第07章-静电场

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1、电磁学主要内容：一.静电场及基本性质二.稳恒电流的电场、磁场及基本性质三.电磁感应现象及规律四.Maxwell电磁场方程组电磁场的统一性物质性相对性电磁场量的相对论第七章静电场主要内容7.1电荷7.2库仑定律与叠加原理7.3电场和电场强度7.4静止的点电荷的电场及其叠加7.5电场线和电通量7.6高斯定律7.7利用高斯定律求静电场的分布47.1电荷电荷带电现象：物体经摩擦后对轻微物体有吸引作用的现象。两种电荷：硬橡胶棒与毛皮摩擦后所带的电荷为负电荷。玻璃棒与丝绸摩擦后所带的电荷为正电荷。电荷的基本性质：电荷与电荷之间存在相互

2、作用力，同种电荷相斥，异种电荷相吸。电量：物体带电荷量的多少。n=1，2，3，…基本电荷量：电量单位：库仑（C）电荷守恒定律：在一个孤立系统中，无论发生了怎样的物理过程，电荷不会创生，也不会消失，只能从一个物体转移到另一个物体上。电荷的相对论不变性:电荷的电量与它的运动状态无关.7.2库仑定律在惯性系中观察真空中两个静止点电荷相互作用力F的大小与这两个点电荷所带电量q1和q2的乘积成正比，与它们之间的距离r的平方成反比。作用力F的方向沿它们的连线方向，同号相斥，异号相吸。真空中的库仑定律：o：真空中的介电常数（真空中的电容

3、率）例1.在氢原子中，电子与质子的距离约为5.310-11m。求它们之间的万有引力和静电力。解：（已知：M=1.6710-27kg,G=6.6710-11N·m2·kg-2，m=9.1110-31kg）电力的叠加原理两个以上点电荷对于另一个点电荷的静电作用力等于各个点电荷单独存在时对该点电荷作用力的矢量和.连续分布电荷Q对点电荷q作用力dq分为线,面,体注意7.3电场电场强度电场：电荷周围存在着的一种特殊物质。静电场：静止电荷所产生的电场电荷电荷电场试验电荷：（1）点电荷；（2）电量足够小空间中各处的力学性质不同。结论

4、：1、在空间不同点上放同样的试验电荷q02、在空间同一点上放不同的试验电荷结论：F3F1F2Q电场强度定义：单位：N·C-11.电场强度的大小为F/q0。2.电场强度的方向为正电荷在该处所受电场力的方向。电场强度引入的意义：指明电荷间的作用力是通过电场间的作用来实现的，而不是所谓的超距作用！7.4静止的点电荷的电场及其叠加1．点电荷电场中的电场强度+-q2、点电荷系电场中的电场强度电场强度叠加原理：点电荷系电场中某点的电场强度等于各点电荷单独存在时在该点电场强度的矢量和。各点电荷的电场强度：……点电荷系的电场强度：3．连续分布

5、电荷电场中的电场强度电荷元dq在P点的场强：带电体在P点的场强：线电荷：面电荷：体电荷：4、电偶极子电偶极子：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。电偶极矩：电偶极子是个很重要的物理模型，在研究电极化，电磁波的发射和接收都会用到。-qq例2.电偶极子的场首先看一对等量异号电荷相距一般方法点电荷场叠加若从电荷连线的中点向场点P画一位矢若>>电偶极子讨论特殊情况连线上，正电荷右侧一点P的场强垂直连线上的一点的推导从出发由图泰勒公式-qqlr例3.计算在电偶极子延长线上任一点A的场强。解：E+E-Aro

6、例4.计算电偶极子中垂线上任一点B的场强。-qqlrBEBE+E-解：因为r>>l所以ayx12oP例5.真空中有均匀带电直线，长为L，线外有一点P，离开直线的垂直距离为a，P点和直线两端连线的夹角分别为1和2。求P点的场强。（设电荷线密度为）dxx解：电荷元：dq=dxdEdExdEyrayx12oPdxxdEdExdEyrayx12oPdxxdEdExdEyr无限长带电直线：1=0，2=例6.电荷q均匀地分布在一半径为R的圆环上。计算在圆环的轴线上任一给定点P的场强。解：xPxRrdE如

7、偏离轴怎样处理例7.均匀带电圆板，半径为R，电荷面密度为。求轴线上任一点P的电场强度。rdr解：利用带电圆环场强公式RPxdE无限大带电平板的电场强度：时当考察点很接近带电平面时（x<

8、直通过单位面积的电场线条数，在数值上就等于该点处电场强度的大小。即：曲线的疏密表示该点处电场强度的大小。几种常见的电场线：静电场中电场线的特点：3、电场线密集处电场强，电场线稀疏处电场弱。1、电场线起始于正电荷，终止于负电荷。2、电场线不闭合，不相交。2电通量电场强度通量（电