6-1 电荷和电场.ppt

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1、一、电荷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、异号相吸电量：物体带电荷数量的多少单位：库仑C宏观带电体的带电量qe，准连续。夸克模型e=1.60210-19库仑，为电子电量2.电荷量子化密立根强子的夸克模型具有分数电荷（或电子电荷）但实验上尚未直接证明。在自然界中，电荷总是以基本单元的整数倍出现，近代物理把电荷的这种不连续性称为电荷的量子化。3、电荷守恒定律正负电荷的代数和在任何物理过程中始终保持不变，这一规律称为电荷守恒定律。（自然界的基本守恒定律之一）二、库仑定律1785年，法国物理学家库仑（C.A.Cou

2、lomb)给出了真空中两个点电荷间的相互作用库仑（C.A.Coulomb)库仑扭称通过测量丝线扭转角度确定q与Q之间作用力。1.点电荷:电量集中在一个几何点(2)可以简化为点电荷的条件:d观察点Pr说明:(1)点电荷是理想化的物理模型(3)相对性:视研究问题而定2.库仑定律在真空中，两个静止点电荷之间相互作用力与这两个点电荷的电荷量的乘积成正比，而与这两个点电荷之间的距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。0=8.8510-12C2·m-2·N-1（为真空电容率）库仑定律说明：同号电荷相互排斥异号电荷相互吸引1.

3、力的方向2.两个以上点电荷之间的相互作用3.静电力与万有引力在原子中，电子和质子之间的静电力远比万有引力大，由此，在处理电子和质子之间的相互作用时，只需考虑静电力，万有引力可以略去不计。1.电场三、电场电场强度两点电荷之间的相互作用力是相距一定距离而发生的，不同于通常物体间相接触的相互作用力.这种超距离的相互作用靠什么传递呢?普遍的观点认为，第一个电荷在它周围的空间产生电场，第二个电荷并没有直接接触第一个电荷，而是处在它的电场中并与该电场发生相互作用.电荷产生电荷电场作用于作用于产生2.电场强度单位在电场中的某点，单位正电荷所受到的电场力为该点电场的电场强度

4、，简称场强.电荷在电场中受力1.点电荷的电场强度+Q-Q四、用库仑定律计算场强由力的叠加原理得所受合力故处总电场强度2.点电荷系的电场强度例6-1一点电荷位于坐标(-d,0)处，另一点电荷位于(+d,0)处，如图所示，计算点P(x,y)处场强，设d=1m,x=y=2m.已知：求：d=1m,x=y=2m.解：Q1和Q2的场强大小为总场强在x、y轴上的分量例6-2如图所示为由位于(0，a)的正电荷Q与位于(0，-a)的负电荷-Q所组成的电偶极子，求其垂直平分线上距O点r处点P的场强.已知：Qa求：解：在x轴上任何一点，两个电荷产生的场强有同样的大小由对

5、称性可知，E+与E-的x分量抵消了，只剩y分量将电偶极子中一个电荷的电量Q与正负电荷之间距离d的乘积定义为电偶极矩，用符号P表示，d的方向由-Q指向Q.则有注意3.电荷连续分布情况点处电场强度例6-3一无限长带电直线，电荷线密度为λ，求距该直线R处的电场强度.已知：λ、R求：解：选择电荷元产生的元场强的大小由对称性可知，场强的y分量抵消例6-3如图所示为半径a的均匀带电圆环，总电量Q，求圆环轴线上距圆心为x处点P的场强.已知：Q、a求：解：选择电荷元产生的元场强的大小由对称性可知，场强的垂直分量抵消因为x在整个积分过程中不变化，可将其提出积分号（2）（点电

6、荷电场强度）（1）在圆心O点说明