高二物理競(jìng)賽課件：靜電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度

1第七章靜止電荷的電場(chǎng)§7-2靜電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)于觀察者為靜止的電荷所激發(fā)的電場(chǎng)。2第七章靜止電荷的電場(chǎng)7.1物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)庫侖定律7.2靜電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度7.3靜電場(chǎng)的高斯定理7.4靜電場(chǎng)的環(huán)路定理電勢(shì)7.5電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度的關(guān)系7.6靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體7.7電容器的電容7.8靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)7.9有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理電位移7.10靜電場(chǎng)的能量電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算電場(chǎng)線電場(chǎng)強(qiáng)度通量主要任務(wù)：研究靜電場(chǎng)的分布規(guī)律3電場(chǎng)超距作用：不需媒介，不需時(shí)間近距作用

(接觸作用)：

“以太”—充滿空間的彈性媒質(zhì)。凡是有電荷的地方，四周就存在著電場(chǎng)；任何電荷都在自己周圍的空間激發(fā)電場(chǎng)。電場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)處于其中的任何其它電荷都有作用力。電磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種特殊形態(tài)；電磁場(chǎng)具有自己的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；電磁場(chǎng)可脫離電荷和電流而獨(dú)立存在；電磁場(chǎng)和實(shí)物一樣具有能量、動(dòng)量等屬性。電場(chǎng)電荷1電荷2?4青蛙漂浮諾貝爾獎(jiǎng)得主、超導(dǎo)體專家安德烈·海姆就曾經(jīng)通過給青蛙注射磁性液體的方式，來讓青蛙漂浮在超導(dǎo)體上方56

電場(chǎng)強(qiáng)度：試探電荷所受的力和試探電荷所帶電量之比。[N/C][伏特/米]

點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)：描繪電場(chǎng)不能靠單個(gè)矢量，用矢量場(chǎng)；著眼于場(chǎng)強(qiáng)與空間坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系。

7電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理

推導(dǎo)：空間某點(diǎn)的電場(chǎng)是空間所有電荷共同產(chǎn)生的。++-8例題7-4在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)（0，0）及離原點(diǎn)1.0m的y軸上（0，1）處分別放置電荷量為q1=1.0×10-9C和q2=-2.0×10-9C的點(diǎn)電荷，

求x軸上離原點(diǎn)為2.0m處P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。q1Pq2F312.24m2m1mijxEE2E11200解：

q1在P點(diǎn)所激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng):

9例題7-4q1Pq2F312.24m2m1mijxEE2E11200解：

據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，P點(diǎn)總場(chǎng)強(qiáng)為

在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)（0，0）及離原點(diǎn)1.0m的y軸上（0，1）處分別放置電荷量為q1=1.0×10-9C和q2=-2.0×10-9C的點(diǎn)電荷，

求x軸上離原點(diǎn)為2.0m處P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。10例題7-5解：1.電偶極子軸線延長(zhǎng)線上任一點(diǎn)P

的場(chǎng)強(qiáng)求：電偶極子產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。（延長(zhǎng)線上、中垂線上）：電偶極矩電偶極子(electricdipole)：一對(duì)靠得很近的等量異號(hào)的點(diǎn)電荷組成的系統(tǒng)。+Er-ErP+q-qolr

11例題7-5解：2.電偶極子軸線的中垂線上任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)求：電偶極子產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。-Er+ErErP+q-qoarr12連續(xù)帶電體的電場(chǎng)將帶電體分成無數(shù)個(gè)電荷元dq，不一定是點(diǎn)電荷。求矢量和：分解、求場(chǎng)強(qiáng)：充分利用電荷分布的對(duì)稱性，減少計(jì)算。點(diǎn)電荷：13連續(xù)分布電荷的場(chǎng)強(qiáng)電荷的體密度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)的電荷。[C/m3]電荷的面密度：?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)的電荷。[C/m2]電荷的線密度：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度內(nèi)的電荷。[C/m]14例題7-6

（1）其分量式:（2）(1)式代入(2)式，并積分解：建立坐標(biāo)系。

選積分元15例題7-6

解：同理討論：2）3）1)在導(dǎo)線的中垂線上16例題7-7

由于對(duì)稱性可知電場(chǎng)沿x方向。解：由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式：a17例題7-7

電場(chǎng)沿x方向。討論:2）3）1）a相當(dāng)于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)。a.yzxdq18例題7-8求:半徑為R，面電荷密度為的均勻帶電圓盤軸線上的場(chǎng)強(qiáng)。d由對(duì)稱性可知電場(chǎng)只沿x軸方向討論:1)成為無限大帶電平板，與x無關(guān)

均勻電場(chǎng)成為點(diǎn)電荷的電場(chǎng)2）解：取微元電荷上題結(jié)果：19疊加思路20電場(chǎng)線（電力線）目的：形象地了解電場(chǎng)分布。電場(chǎng)線：曲線上每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)E方向一致。電場(chǎng)線數(shù)密度：在電場(chǎng)中任一點(diǎn)取一小面元ΔS與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向垂直，則穿過ΔS的電場(chǎng)線數(shù)ΔN

之比。（大?。┓ɡ谔岢鯞A21電場(chǎng)線性質(zhì)電場(chǎng)線起自正電荷（或來自無窮遠(yuǎn)），止于負(fù)電荷（或伸向無窮遠(yuǎn)），但不會(huì)在沒有電荷的地方中斷。若帶電體系中正、負(fù)電荷一樣多，則由正電荷出發(fā)的全部電場(chǎng)線都集中到負(fù)電荷上。兩條電場(chǎng)線不會(huì)相交。靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線不形成閉合線。一般，一個(gè)正電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不是沿著電場(chǎng)線.22電通量電場(chǎng)線數(shù)密度：：S面法線與E的夾角電場(chǎng)線根數(shù)：

與穿過一個(gè)曲面的電場(chǎng)線的數(shù)目成正比。通過整個(gè)曲面S的總電通量：N·m2/C表征電場(chǎng)分布情況的物理量23閉合曲面電通量對(duì)于閉合曲面：規(guī)定指向曲面外部空間的法線矢量為正。因此，電場(chǎng)線穿出曲面的地方，電通量為正。反之為負(fù)。電場(chǎng)線穿出處，α

--銳角