大學(xué)物理課件：第7章 靜止電荷的電場1

1、第七章靜止電荷的電場7-1 物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 庫侖定律1. 電荷摩擦起電和雷電：對電的最早認(rèn)識兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷電性力：同號相斥、異號相吸電荷量：物體帶電的多少 在一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，無論進(jìn)行怎樣的物理過程，系統(tǒng)內(nèi)正、負(fù)電荷量的代數(shù)和總是保持不變。 2. 電荷守恒定律放射性衰變過程：電子偶的產(chǎn)生和湮沒：（重核附近） 電荷的相對論不變性。 宏觀帶電體的帶電量qe，準(zhǔn)連續(xù) 夸克模型 e=1.60210-19庫侖，為電子電量3. 電荷量子化電荷量子化密立根夸克理論點(diǎn)電荷可以簡化為點(diǎn)電荷的條件:dr4. 庫侖定律庫侖定律dPQ1r 1785年，法國庫侖（C.A.Coulomb) 適用于點(diǎn)

2、電荷庫侖真空介電常量0 = 8.8510-12 C2 N-1m-2 庫侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷相互作用力（靜電力）的大小與這兩個(gè)點(diǎn)電荷所帶電荷量q1和q2的乘積成正比，與它們之間的距離r的平方成反比。作用力的方向沿它們的連線方向，同號相斥，異號相吸。q1q23. 靜電力疊加原理 設(shè)有n個(gè)點(diǎn)電荷組成的點(diǎn)電荷系，點(diǎn)電荷受到其他點(diǎn)電荷作用的總靜電力為 討論1. 適用于點(diǎn)電荷.2. 距離平方反比關(guān)系，指數(shù)2的誤差l中垂線上任一點(diǎn):3. 電荷連續(xù)分布帶電體的電場強(qiáng)度dq電荷元dq在P點(diǎn)的電場強(qiáng)度：帶電體在P點(diǎn)的電場強(qiáng)度：線電荷： dq =dl面電荷：dq=dS體電荷：dq =dVPr大小ayxP12

3、o例7-5 真空中有均勻帶電直線，長為L，總電量為Q。線外有一點(diǎn)P，離開直線的垂直距離為a，P點(diǎn)和直線兩端連線的夾角分別為1和2 。求P點(diǎn)的場強(qiáng)。（設(shè)電荷線密度為）dxx解：電荷元：dq=dxdEdExdEyrayxP12odxxdEdExdEyr無限長帶電直線： 1 = 0 ，2 = 例7-6 電荷q均勻地分布在一半徑為R的圓環(huán)上。計(jì)算在圓環(huán)的軸線上任一給定點(diǎn)P的場強(qiáng)。解：PxxRrdE1. 若 x=0，則 E=0，環(huán)心處的電場強(qiáng)度為零。2. 若xR, 則有 遠(yuǎn)離圓環(huán)處的場強(qiáng)近似等于點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度。討論Rdr例7-7 求均勻帶電圓盤軸線上任一點(diǎn)的電場。解：由例7-6均勻帶電圓環(huán)軸線上一點(diǎn)的

4、電場xP電場強(qiáng)度的計(jì)算討論：1. 當(dāng)xR2. 當(dāng)xR無限大均勻帶電平面的場強(qiáng)，勻強(qiáng)電場可視為點(diǎn)電荷的電場電場強(qiáng)度的計(jì)算五、電場的圖示法電場線電場線：1、曲線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向。描述電場分布情況的曲線。2、曲線的疏密表示該點(diǎn)處場強(qiáng)E的大小。即：垂直通過單位面積的電場線條數(shù)，在數(shù)值上就等于該點(diǎn)處電場強(qiáng)度的大小幾種常見的電場線：靜電場中電場線的特點(diǎn)：3、電場線密集處電場強(qiáng)，電場線稀疏處電場弱。1、電場線起始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)。2、電場線不閉合，不相交。注意: 電場線并不是實(shí)際存在的, 只是形象描述電場的幾何方法。六、電場強(qiáng)度通量E ：通過電場中任一曲面的電場線條數(shù)。1. 均勻電場中通過平面S的電場強(qiáng)度通量2、非均勻電場的任意曲面的電場強(qiáng)度通量的正、負(fù)取決于面元的法線方向與電場強(qiáng)度方向的關(guān)系如圖所示：若面元法向相反：對閉合曲面的電通量：規(guī)定閉合曲面以外法線方向?yàn)檎?）當(dāng) 90時(shí)：電場線穿入閉合曲面，對電場強(qiáng)度通量的貢獻(xiàn)為負(fù)（3）當(dāng) = 90時(shí)：電場線與曲面相切，對電場強(qiáng)度通量的貢