电场和电场强度.ppt

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1、电场库仑定律给出了两个点电荷相互作用的定量关系问题：相互作用是如何传递的？电荷直接、瞬时电荷超距作用电荷电荷传递需要时间近距作用两者争论由来已久近代物理证明电场传递相互作用§1.2电场和电场强度（electricfieldandelectricfieldintensity）7/29/20211电场：带电体周围存在的一种特殊物质。静电场：相对于观察者静止的电荷周围存在的电场，是电磁场的一种特殊形式。电场的基本性质：1)对放在电场内的任何电荷都有作用力；2)电场力对移动电荷作功。电荷qA电荷qB电场7/29/20212电场强度矢量电

2、荷q所受的力的大小为引入试探电荷q0：几何线度充分小——点电荷电量充分小——小到什么程度？7/29/20213电场强度定义从F中扣除q0可得电场强度q0—静止的检验（点）电荷—检验电荷受的电场力7/29/202142.注意是矢量场，位置的函数1)2）量纲：在国际单位制中的单位：N/C或U/m单位牛顿/库仑NC-1[I-1LMT-1]7/29/20215则点电荷系的总场强：为点电荷系中的第i个电荷单独存在时若在场点的电场强度，—场强叠加原理（Superpositionprincipleofelectricfieldintensit

3、y）场强叠加原理q1······qiq2EEiP×ri点电荷系7/29/20216注意上式是矢量积分，具体计算时，要化成标量积分dq是什么？积分限如何确定？几重积分？由带电体的电荷分布决定7/29/20217三、电场强度的计算1.点电荷Q的电场强度场强（intensityofpointcharge）电荷q在电场中受力:电场强度定义：“源”点电荷场点QP·rE×（相对观测者静止）7/29/20218由库仑定律和电场强度定义给出:点电荷电场强度分布的特点：7/29/20219q1······qiq2EEiP×ri点电荷qi的场强：由

4、叠加原理，点电荷系的总场强：2.点电荷系的场强点电荷系叠加法求场强7/29/202110点电荷系qi(i=1,2…n)所产生的电场的电场强度7/29/202111原则：“化整为零，结零为整”在带电体上取微元电荷dq，写出点电荷dq的场强，根据场强叠加原理求矢量和（即求积分）。3.连续带电体的场强7/29/202112面电荷dq=ds，：面电荷密度线电荷dq=dl，：线电荷密度dqrPdEq体电荷dq=dv，：体电荷密度7/29/202113电场线图7/29/2021144.点电荷q0在外电场E中受电场力7/29

5、/202115例8-1把一个电荷(q=-6210-9C)放在电场中某点处,该电荷受到的电场力为F=3.210-6i+1.310-6jN.求该电荷所在处的电场强度.yxOEFqa'a7/29/202116E的大小为解:由电场强度的定义式,可得电荷所在处的电场强度为7/29/202117E的方向则可以按如下方法求得.F与x轴的夹角为E与x轴的夹角'为E的方向与F的方向相反,如图所示.yxOEFqa'a7/29/202118解q1在P点所激发的场强为例8-4在直角坐标系的原点（0，0）及离原点1.0m的x轴上（0，1）处分别

6、放置电荷量为q1=1.0×10-9C和q2=-2.0×10-9C的点电荷，求x轴上离原点为2.0m处P点场强（如图）。q1Pq2F312.24m2m1mijxEE2E112007/29/202119q2在P点所激发的场强的大小为E2的矢量式为根据场强叠加原理，P点的总场强为7/29/202120E和x轴的夹角为的大小为7/29/202121例8.6求均匀带电（电荷线密度为）直线外任一点的场强（1）其分量式为（2）解：建立坐标系。1）选微元2）对称性分析7/29/2021223）积分同理7/29/202123讨论：2）3）1)

7、在导线的中垂线上7/29/202124即为与无限长均匀带电棒相距r处的场强具有轴对称性，相同的r处，E相同思考：若上题中求的不是中垂面上的场强Ex=0?微元法步骤:1.建立坐标系,选取微元．2.对称性分析，简化计算．3.求和积分，确定上下线4.讨论7/29/202125例8如图所示,正电荷q均匀的分布在半径为R的圆环上.计算在环的轴线上任意一点P处的电场强度.dlyzxxrROerqPdEdExdE解:1）取微元建立坐标系，电荷线密度＝q/2R，电荷元dq=dl.dq在点P处的电场强度为7/29/2021262.对称性分

8、析y方向投影，抵消，E+=0x方向，同向dE沿x轴的分量7/29/2021273.求积分7/29/202128表明，均匀带电圆环轴线上任意点的电场强度，是该点距环心O的距离x的函数，即E=E(x)，4.讨论。(1)若x>>R,则（x2+R2)3/2x3，在远离