真空中的静电场总结,

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1、普通物理学程守洙第六版静止电荷电场总结真空中的静电场教学目的要求1.理解点电荷概念，掌握库仑定律、电场强度和场强叠加原理；2.理解电场线与电通fi,掌握静电场的高斯定理及其应用；3.理解静电场的保守性、环路定理与电势能；4.掌握电势和电势叠加原理；5.了解电场强度和电势梯度的关系.本章内容提要1.两个基本定律①电份守炽定律在-个孤立系统内，无论进行怎样的物理过程，系统内电衔暈的代数和总足保持不变，这个规律称为电荷守恒定律.它是物理学中普遍遵守的规律之一.②真空屮的库仑定律真空屮两个静Ih的点电荷之间的相互作川力的人小与这W个电尙所带电荷fi%和&的乘积成止:比,与它们之间距离r的平方成

2、反比.作用力的方向沿着两个点电荷的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸.即Fr!2^2c4兀£0厂12厂124兀£*0"122.两个重要物理量①电场强度单位试验电份在电场十任一场点处所受的力就足该点的电场强度.即②电势电场屮某点的电势等于把单位正电荷自该点移到“电势零点”过程屮电场力做的功.若取“无限远”处为“电势零点”，则Wn「V=—=f£dZ%电场强度和电势都是描述电场中各点性质的物理量，二者的积分大系为V.vEdl微分关系是E=-gradr=-Vr3.两个重要定理①高斯定理在真空中的静电场内，通过任意闭合曲面的电场强度通量等于该闭合曲血所包围的电荷电荷fi的代数和的1/£（）倍.即②

3、静电场的环路定理在静电场屮,电场强度£的环流怛为零.即£-d/=0斯定理和静电场的环路记现都足描写静电场性质的重要记理，前者说明静电场足宥源场，而后者说明静电场是无旋场，即静屯场是有源无旋场.4•三个叠力口原理①静电力叠加原理作用在某一点电荷上的力为其它点电荷单独存在时对该点电荷静电力的矢量和.即n①场强卺加原理电场屮某点的场强等于每个电荷单独在该点产生的场强的卺加，即n/=!②电势叠加原理电场中某点的电势等于各电荷单独在该点产生的电势的叠加，即;=15.几个基本概念①电场电荷周围存在的一种特殊物质，称为电场.仑与分子、原了等组成的实物一样，具有质星、能量、动量和角动量，它的特殊性在丁

4、能够叠加.相对于观察者静止的电荷在其周围所激发的电场称为静电场.静电场对外的表现主要有：对处于电场屮的^他带电体有作用力；在电场屮移动其他带电体吋，电场力要对它做功.②电场线为形象地反映电场而人为地在电场屮描绘的曲线法规定：电场线上某点的切线方向和该点场强方向一致；通过垂直于£的申.位面积的电场线的条数等于该点F的人小.它的性质为：屯场线起自正电荷（或无限远处），止于负电荷（或无限远处），电场线有尖有尾,不是W合llh线；两条电场线不能相交.③电通量通过电场中任一给定而的电场线的条数，称为该而的电通量.BP④电势能电荷在静电场中的一定位置所異有的势能，称为电势能.电场力的功就足电势能改

5、变的量度.若収无限远处为势能零点，则价在电场屮某点〃的电势能为即价自6/点移到“势能零点”的过程中电场力做的功.电势能应属于％和产生电场的源电荷⑤电势差在静电场中，任意两点和A的电势之差称为电势差（电压），即CbmJe^iJa即把单位正电荷Btz点移动到点的过程屮电场力做的功.由此可以计算电场力做的功Aab=qUab=q（Va-Vb）⑥等势刖电场中电势相等的点所组成的曲Ifti叫等势而.画法规定：电场中任意两个相邻的等势面之间的电势差都相等.性质：在同一等势面上的任意两点间移动电衙，电场力不做功；等势而一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直；电场线总是Hi电势较a的等势而指向电势较低的等

6、势恥等势ifti密集处的电场强度大，等势而稀疏处电场强度小.⑦电势梯度电场中某点的电势梯度，在方向上与该点处电势增加率最大的方向相同，在fi值上等于沿该方向上的电势增加率.即d厂gradK=——en=Wdn5.场强和电势的计算①由点电荷公式E=-^—•奂er，Vp=-^—47tr0r4ne（）r②由咎加原理③山二老关系④由高斯定理E=-gradV=-VVEdl对于異有一定对称性分介的带电体，通常先利用高斯定理求£而后求对于山多个电荷或带电体组成的系统，则常川叠加原理求解.思考题答题要点1怎样认识电荷的量子化和宏观带电体电份量的连续分布？答：常见的宏观带电体所带的电荷远大于基本电荷量，在

7、一般灵敏度的电学测试仪器中，电尙的景子性足显示不出米的.因此在分析带电情况吋，可以认为电份足连续分布的，这正像人们看到流水吋，认为它是连续的，而并不感觉到水是由一个个分子、原子等微观粒子组成的一样.2两个完全相同的均匀带电小球，分别带电荷量％=2C正电荷，&=4C负电荷，在真空屮相距为r且静止，相互作川的静电力为R(1)今将％、仍、r都加倍，相互作用力如何改变？(2)只改变两电份电性，相亙作川力如何改变？(3)只将r增大4倍，相互作用力如何改变