静电场上复习进程.ppt

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1、静电场上§9-1电荷库仑定律一.两种电荷2>带电的物体叫带电体；——C(库仑)为电量的单位3>电量Q质子和电子是自然界存在的最小单位正、负电荷其数值相等，常用+e和-e表示;1>自然界只存在正、负两种电荷，同种电荷相排斥，异种电荷相吸引；2二.电荷量子化实验表明:任何带电体或其它微观粒子所带的电量都是e的整数倍Q=ne——电荷量值呈不连续的性质；三.电荷守恒定律:电荷只能从一物体转移到另一物体,或从物体的一部分转移到另一部分，电荷既不能被创造，也不能被消灭。如：摩擦起电、感应起电3四.库仑定律1.点电荷（理想模型）：可以忽略形状和大小以及电荷分布情况的带电体；rd>>rd2.库仑定律内容：在真

2、空中两个静止点电荷之间的静电力与这两个点电荷的电量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，同号相斥，异号相吸4大小：方向：同号相斥，异号相吸；电荷q1对q2的作用力F21实验测得k常用常数0表示：其中0=8.8510-12C2/Nm2---真空中介电常量5说明:对于不能抽象为点电荷的带电体，不能直接应用库仑定律计算相互作用力；库仑定律表达式中引入“4π”因子，称为单位制的有理化，这可使以后的推导结果简单些；6[例1]氢原子中电子与质子之间的距离为5.310-11m，计算两粒子间的静电力和万有引力各为多大？解:由库仑定律，电子与质子之间的静电力大小为由万有引力定律有7一.电场§9

3、-2电场电场强度电场的观点:电荷场电荷近代物理的观点认为：凡是有电荷存在的地方，其周围空间便存在电场；历史上关于静电力的两种观点:超距的观点:电荷电荷静电场的主要表现:1力：电场中的任何带电体都要受到电场的2功：带电体在电场中移动时，电场力对它作功8电场中某定点P处放置不同电量的试探电荷:q0所受电场力方向不变，大小成比例地变化,----能反映某点的电场性质实验表明:二.电场强度1试探电荷（实验模型）：1>线度充分小：以便能够确定场中每一点的性质；2>带电量充分小：可忽略其对原有电场的影响；2.电场强度的引入：9单位：(N/C)或(V/m)大小：单位正电荷受的电场力方向：正电荷受力方

4、向1)2)电荷在场中受的电场力点电荷在外场中受的电场力一般带电体在外场中受力矢量场讨论：定义：电场强度矢量10P点的场强为场强叠加原理：电场中任一点处的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和三.场强叠加原理设空间P点的电场由电荷q1、q2、q3…qn共同产生11四.场强的计算1.点电荷的场强P点的试探电荷q0所受的电场力为由场强的定义可得P点的场强为----点电荷的场强讨论：1>的大小与q成正比，而与r2成反比；2>的方向取决于q的符号；q>0:的方向沿的方向(背向q)；q<0：的方向与的方向相反(指向q)；122.点电荷系的场强设空间电场由点电荷q1、q2、…qn激发则各点电荷

5、在P点激发的场强分别为:P点的总场强为----点电荷系的场强13例[2]如图,一对等量异号电荷+q和-q，其间距离为l，且很近，这样的电荷结构称为电偶极子。定义pe=ql为电偶极矩，简称电矩，方向由-q指向+q。求：(1)两电荷延长线上任一点A的电场强度；(2)两电荷连线中垂线上任一点B的电场强度。AB14解:(1)设A点到电偶极子中点O的距离为r+q和-q在A点处的场强大小分别为：方向沿x轴正向方向沿x轴负向15因pe=ql，当r>>l时有方向沿x方向或(2)如图：设B到O点的距离为r则16在y方向上，和的分量相互抵消R>>l时方向沿x负方向即与电矩的方向相反17在带电体上任取一个电荷元d

6、q，dq在某点P处的场强为3.连续分布电荷的场强整个带电体在P点产生的总场强为18根据电荷分布的情况，dq可表示为在直角坐标系中19[例3]设有一长为L的均匀带电q的直线，求直线延长线上一点P的场强。解：建立如图坐标系在x处任取一长为dx的电荷元dqdx电荷元dq在P点产生的场强：0x20∵各电荷元在P点产生的元场强方向均相同∴总场强的大小为：总场强的方向为：q＞0时,指向x轴的负向q＜0时,指向x轴的正向21[例4]设有一长为L的均匀带电q的直线段，求直线段中垂线上一点的场强。解：建立如图坐标系，O为直线段中点，P为直线中垂线上任一点；任取一长为dy的电荷元dq22即由对称性23当x<

7、时，带电直线可视为“无限长”讨论：则场强的方向为：q＞0时,指向x轴的正向q＜0时,指向x轴的负向24[例5]一半径为R、均匀带电为q的细圆环。求：轴线上某一点P的场强；解：(1)以圆环圆心O为原点建立如图坐标系；在圆环上任取一线元dl电荷元dq在P点的场强：25由对称性有方向:q>0,沿x轴正向q<0,沿x轴负向讨论：x=0（环心）时26[例6]一半径为R的均匀带电薄圆盘，电荷面密度为,求：圆