大学物理第八章new

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1、§8-1库仑定律一、电荷的量子化电荷守恒定律一、电荷的量子化电荷守恒定律1、电荷摩擦起电和雷电：对电的最早认识两种电荷：正电荷和负电荷电性力：同号相斥、异号相吸电荷量：物体带电的多少2、电荷的量子化：电荷只能取一系列离散的、不连续的量值的性质。电子是J.J.汤姆逊研究阴极射线时发现的。1897年、J.J.汤姆逊测出了电子的荷质比（e/m)。1913密立根用油滴实验测出带电体的电荷是电子电荷的整数倍。q=nen=±1,±2,±3,"e=1.602×10-19库仑，为电子电量密立根3、电荷守恒定律在孤立系统中，不管系统中的电

2、荷如何迁移，系统的电荷的代数和保持不变。它是自然界的基本守恒定律之一。二、真空中的库仑定律二、真空中的库仑定律•1785年，法国库仑（C.A.Coulomb)从扭秤实验结果总结出了库仑定律。1、点电荷库仑可以简化为点电荷的条件:dr<

3、12rrr121212qqKF=k12方向：e大小：122r12r12KKF=−F1221叠加性：实验证明，当空间中有两个以上的点电荷时，作用在某一点电荷上的总静电力等于其它各点电荷单独存在时对该点电荷所施静电力的矢量和，这一结论叫做静电力的叠加原理。q2Gqq0iKq1rF=ke20ir002irr10i0q0GqqK0iF=∑ke2ri0F10iri0F20F说明：11、k=ε=8.85×10-12C2·m-2·N-104πε0ε为真空电容率或真空介电常数0k=9×109m2·N·C22、距离平方反比关系的证明电摆实

4、验装置扭秤例题：电子和质子之间库仑力和万有引力的对比。（课本P180页例1）二、介电体中的库仑定律二、介电体中的库仑定律有电介质时的库仑定理：K1qqKF=12e其中ε=εε122r120r4πεr12ε叫相对电容率，它是无量纲的量；ε叫电容率，r它是一个与ε相同量纲的量。在真空中相对电容率0ε＝1，电容率为ε。r0§8-2电场强度一、电场一、电场作用超距作用电荷1电荷2作用两种观点产生电场1作用电场电荷1电荷2作用电场2生产电场力：电场对处于其中的其他电荷的作用力，电荷间的相互作用力本质上是各自的电场作用于对方的电场力

5、。静电场：相对于观察者静止的电荷在周围空间激发的电场。二、电场强度二、电场强度点电荷(尺寸小)试验电荷q及条件0q足够小，对待测电场影响小0KKFF对于电场中的某一点=常矢量AqA0q0h+hF++B定义电场强度E=+q++q0K0FB电场中某点的电场强度等于单位正电荷在该点所受的电场力。电场强度的单位：N/C或V/mGG有电场强度计算电场力：F=EqGE电场对正负电荷作用力的方向：GG+F=EqGGF=Eq三、电场强度的计算三、电场强度的计算（1）点电荷的电场（2）场强叠加原理和点电荷系的电场（3）连续分布电荷的电场（

6、1）点电荷的电场KK1qq0KFFe=2rK4πεrK0qEK0F1qK场点E==e2rKq04πε0rqrEE源点+rr（2)电场强度叠加原理和点电荷系的场强GFq对q的作用GGiFiiF2KKKKnKF=F1+F2+"+Fn=∑FiqKKKi=1GKFF+F+"+FE=12n=GFq0qq1q02iKKG=E+E+"+E12nqKK1电场强度叠加原理E=∑Ei点电荷系的电场q-2K1qKEe=iir2i4πεr0iKKKKKnKrE=+++=EE"E∑E212niqi=1K1E2K+Kn1qKKEE=ier∑2ri1

7、i=14πε0riK场点E1可见，点电荷系在空间任一点所激发的总场强等于各个点电荷单独存在时在该点各自所激发的场强的矢量和。例题：求电偶极子中垂面上的电场。电偶极子定义：一对相距为l带电量相同，电性相反的点电荷系。GGG电偶极子的电偶极矩：p=qll：由负电荷指向正电荷KpKl解：1qE=E=−+224πε(r+l/4)0KEE=+2Ecosα+KK1qEEαP=2224πε0(r+l/4)KEl/2−×r221/2(r+l/4)α1ql−q++q=223/24πε(r+l/4)l/2l/20KE+用矢量形式表示为：KK

8、αEEPKK1PKE=−223/2E4(πεrl+/4)−0rKαK1P−q++q若r>>lE=−4πεr3l/2l/2K0p思考题：求电偶极子延长线上一点的场强。例题：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q=1.0×10-9C和1q=－2.0×10-9C的点电荷，求x轴上