电场与电场强度课件.ppt

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1、§8.2电场与电场强度M.Faraday(1791-1867)一、电场的物质特性法拉弟于19世纪30年代最先引入场的概念:旧理论的超距作用：☻电场是物质的基本形态之一，对外亦表现力与能。电荷电荷电荷电场电荷☻电场运动速度≤真空光速。二、电场强度在电场空间某点放一正检验电荷q0，则定义：该点电场强度为(单位：N·C-1或V·m-1)例如，点电荷q的电场：例如，点电荷q的电场：☻检验电荷为正点电荷，且电量较场源电荷小得多。☻场中某点方向:与q0在该处所受电场力方向相同大小:F/q0，与q0无关☻点电荷q所受电场力：☻检验电荷为正点电荷，且电量较场源电荷小得多。☻场中某点方向:与q0在

2、该处所受电场力方向相同大小:F/q0，与q0无关☻点电荷q所受电场力：点电荷系中，则其所受的合力：电场强度满足叠加原理！电场强度满足叠加原理！例求电偶极子中垂面上各点的电场强度。解电偶极子常用电偶极矩(电矩)来表征：例求电偶极子中垂面上各点的电场强度。解电偶极子常用电偶极矩(电矩)来表征：常写成矢量形式：常写成矢量形式：■若r>>l，则r2＋(l/2)2≈r2■同样可求，在其轴线上：■若r>>l，则r2＋(l/2)2≈r2■同样可求，在其轴线上：若r>>l，则：■计算时应充分考虑其对称性。若r>>l，则：■计算时应充分考虑其对称性。三、电荷连续分布时的计算(为的单位矢量)p①建立

3、适当的坐标系；②合理选择电荷元dq，方向?三、电荷连续分布时的计算p(为的单位矢量)①建立适当的坐标系；②合理选择电荷元dq，方向?③分解：dEx＝?dEy＝?dEz＝?④积分计算。对称性?积分变量替换?积分上下限?例已知：细棒均匀带电q，L，求延长线上电场强度。解建立坐标系如图所示，设图中p点距离棒右端为a。取元：(其中为电荷线密度)(沿+x轴方向)③分解：dEx＝?dEy＝?dEz＝?④积分计算。对称性?积分变量替换?积分上下限?例已知：细棒均匀带电q，L，求延长线上电场强度。解建立坐标系如图所示，设图中p点距离棒右端为a。取元：(其中为电荷线密度)(沿+x轴方向)☻若a>>

4、L，则：，棒可看成点电荷。讨论与思考☻若a>>L，则：，棒可看成点电荷。☻若在p点放置点电荷Q，则棒受到的静电力＝讨论与思考☻若a>>L，则：，棒可看成点电荷。☻若在p点放置点电荷Q，则棒受到的静电力＝讨论与思考☻若如图放置一根同样的带电棒，则其间作用力＝☻若如图放置一根同样的带电棒，则其间作用力＝课堂练习如图均匀带电棒长L，电荷线密度，求中垂线上各点的电场强度分布。中垂线中垂线解建立坐标系如图所示。取元：分解：积分：由对称性可知课堂练习如图均匀带电棒长L，电荷线密度，求中垂线上各点的电场强度分布。积分：由对称性可知分解：中垂线中垂线径向向外内中垂线径向向外内☻若p点不在中垂线上

5、，则同样可求出：☻若p点不在中垂线上，则同样可求出：☻若p在棒中部附近，且a<>R，则：可看成点电荷。☻若x>>R，则：可看成点电荷。☻环中心处：x=0，E=0。☻轴线上各点E=E(x)，如图。时，E取极大值。☻环中心处：x=0，E=0。☻轴线上各点E=E(x)，如图。例均匀带电园盘半径R，电荷面密度为σ，求

6、轴线上电场强度分布。时，E取极大值。例均匀带电园盘半径R，电荷面密度为σ，求轴线上电场强度分布。解建立坐标系如图所示，设图中p点坐标为x。取元：课外练习均匀带电园柱体，半径R，长L，电荷体密度为ρ，求轴线上距离其一侧为a的p点电场强度。提示建立坐标系、取元如图所示。答案：答案：1.电场强度：2.计算电场强度：满足叠加原理:或①建立适当的坐标系；②合理选择电荷元dq，方向?(Theend)1.电场强度：2.计算电场强度：①建立适当的坐标系；②合理选择电荷元dq，方向?③分解：dEx＝?dEy＝?dEz＝?④积分计算。对称性?积分变量替换?积分上下限?满足叠加原理:或