庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度

1、1,電磁學(xué),2,實(shí)驗(yàn)規(guī)律,思路：,內(nèi)容：,一.靜電場(chǎng)及基本性質(zhì) 二.穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)及基本性質(zhì) 三.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律 四.Maxwell 電磁場(chǎng)方程組,3,7-1 物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 庫(kù)侖定律,一、電荷,對(duì)電的最早認(rèn)識(shí)：摩擦起電和雷電,兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷,電性力：同號(hào)相斥、異號(hào)相吸,電荷量：物體帶電的多少,第七章 靜止電荷的電場(chǎng),二、 電荷守恒定律,實(shí)驗(yàn)證明，在一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，無論經(jīng)過怎樣的物理過程，系統(tǒng)正、負(fù)電荷量的代數(shù)和總是保持不變。,4,e=1.60210-19庫(kù)侖，為電子電量,三、 電荷量子化,Q =Ne N= 1、2、3,自然界中，電荷量總是以一個(gè)基本單元的整數(shù)倍出現(xiàn)

2、。,電量為Q,電量為Q, 電量是相對(duì)論不變量,在不同的參考系內(nèi)觀察，同一帶電粒子的電量不變。,5,1. 點(diǎn)電荷,例如,帶電體的線度 l 所研究的問題涉及的距離 r,體積不一定很小，電量也不一定很小.,四、 庫(kù)侖定律,6,1785年，庫(kù)侖的扭稱實(shí)驗(yàn),2.庫(kù)侖定律 -（實(shí)驗(yàn)定律）,方向：沿著它們的連線， 同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸,大?。?兩靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,7,q2 對(duì) q1 的力,1）庫(kù)侖定律的矢量表達(dá)式,2） K的取值,3）SI中庫(kù)侖定律的常用形式,令,有理化,q2 q1 的單位矢量,適用范圍：真空中點(diǎn)電荷 在介質(zhì)中的情況,需要加以修正,8,3.電力疊加原理(分兩種情況討論),1）

3、.電荷系,2）.帶電體,電荷連續(xù)分布,電荷離散分布,例如:,1) 矢量方程，不只是簡(jiǎn)單的代數(shù)迭加,2) 矢量積分,分量積分,3)庫(kù)侖定律與電力的疊加原理是關(guān)于靜止電荷相互作用的兩個(gè)基本定律，應(yīng)用它們?cè)瓌t上可以解決靜電學(xué)中的全部問題。,說明：,9,7-2 靜電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度,電荷,電場(chǎng),電荷,一.電場(chǎng),由電荷激發(fā)，在空間連續(xù)分布的一種物質(zhì),1.定義:,它能對(duì)處于其中的電荷有力的作用.,2.靜電場(chǎng),3.電場(chǎng)的描述,電場(chǎng)強(qiáng)度,電勢(shì),相對(duì)于觀察者靜止的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)， 是電磁場(chǎng)的一種特殊形式,10,電量足夠小 體積足夠小 正電荷,1.試驗(yàn)電荷:(q0 ),試驗(yàn)表明：,不變,改變電量 q0,反映了空間P點(diǎn)

4、電場(chǎng)的性質(zhì),結(jié)論:比值,確定場(chǎng)點(diǎn),比值,二.電場(chǎng)強(qiáng)度,與試驗(yàn)電荷無關(guān),2.電場(chǎng)強(qiáng)度,11,電場(chǎng)強(qiáng)度,1）場(chǎng)強(qiáng)是一矢量, 有 大小 ，也有 方向 。,2）場(chǎng)強(qiáng)是描述空間某點(diǎn)電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，與 q0 大小無關(guān),3.點(diǎn)電荷在外場(chǎng)中受的電場(chǎng)力為：,12,三.電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算(重點(diǎn)）,1.點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式(最簡(jiǎn)單情況）,求：a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),解：,13,電荷系產(chǎn)生的電場(chǎng),電荷連續(xù)分布的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng),2.場(chǎng)強(qiáng)疊加原理,14,例1 電偶極子 的場(chǎng),求：p點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),解:,根據(jù)迭加原理,定義：電偶極矩,思考：若P點(diǎn)在電偶極子的垂直平分線上， 則E的大小和方向如何？,15,例2、 電偶極子在均勻電場(chǎng)中所受的力矩,16,例3,電荷元,各電荷元在 p 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致 場(chǎng)強(qiáng)大小直接相加,解：,Ep = ?,17,=,4,例4、求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點(diǎn) x 處的場(chǎng)強(qiáng)。,設(shè)：q、a、x已知。,解：,將帶電環(huán)分成無數(shù)dq,點(diǎn)電荷,18,由對(duì)稱性可知：,垂直x 軸的場(chǎng)強(qiáng)為0,19,=,4,例4、求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點(diǎn) x 處的電場(chǎng)。,設(shè)：q、a、x已知。,解：,將帶電環(huán)分成無數(shù)dq,點(diǎn)電荷,20,