靜止電荷的電場 7-2

1、一、電場7-2 靜電場 電場強度 歷史上，對電荷與電荷的相互作用有兩種觀點：超距作用：近距作用：電荷1電荷2電場電荷1電荷21、電場的概念 電荷之間的相互作用是通過電場傳遞的，或者說 電荷周圍存在有電場，電場對任何帶電體（不論 運動或靜止）都施以電場力。 電場的概念是由法拉第（Faraday，1791-1867）于十九世紀初引入的。電場是種物質，具有能量、質量和動量。法拉第法拉第是十九世紀電磁領域中最偉大的實驗物理家。法拉第的主要貢獻： 發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象； 引入了“力線”和“場”的概念。1824年，被選為皇家學會會員；1825年，法拉第任皇家研究院院長。Einstein：“我們有兩種存在：實

2、物和場?！薄霸谖锢韺W中出現(xiàn)了一個新的概念，這是自牛頓時代以來最重要的發(fā)現(xiàn)：場。用來描述物理現(xiàn)象的最重要的不是帶電體，也不是粒子，而是在帶電體之間或粒子之間的空間的場，這需要用很大的科學想象力才能理解?！遍_爾文勛爵對法拉第的力線評價說：在法拉第的許多貢獻中，最偉大的就是力線的概念了。我想，借助于它，就可以把電場和磁場的許多性質，以最簡單而極富啟發(fā)性地表示出來。愛因斯坦認為：場的概念的價值要比電磁感應的發(fā)現(xiàn)高得多 想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。帶電體試驗電荷（帶正電的點電荷）FEFq0空間某點 的電場強度PEq0（ 受的電場力）

3、q02、電場強度 （描寫電場分布的物理量）電場中某點的電場強度為單位正電荷在該點所受的電場力。試驗電荷q0點電荷(尺寸小)q0足夠小，對待測電場影響極小，q0=esICNh1mVh1E的 單位為或q0FEFq00qqr20e4p1q01qr20e4p1點電荷 的場強qq 的方向由源點指向場點真空中的點電荷所激發(fā)的電場是非均勻電場，具有球對稱性。任意半徑的球面上每一點的數(shù)值都相等，若q為正電荷,各點的均沿 方向，若q為負電荷，則各點的均沿 方向。例7-3，試求電偶極子在均勻外電場中所受的作用，并分析電偶極子在均勻外電場中的運動。電偶極子：一對相距為l 帶電量相同，電性相反的點電荷系。例7-3，試

4、求電偶極子在均勻外電場中所受的作用，并分析電偶極子在均勻外電場中的運動。解：如圖所示，在均勻外電場中，電偶極子的正負電荷所受的電場力大小為：由于大小相等、方向相反，電偶極子所受合力為零。：由負電荷指向正電荷電偶極子的電偶極矩：矢量式為合力矩總是使電矩轉向外電場方向，以達到平衡狀態(tài)。合力矩大小為：可見，若在非均勻外電場中，偶極子如何運動？場點源點（1)點電荷的電場q+3、電場強度的計算從源點指向場點的單位矢量。Q0，E與er同向；Qx無限大均勻帶電平面的場強為勻強電場場強垂直于板面，正負由電荷的符號決定。2. 當Rx在遠離帶電圓面處的電場相當于一個點電荷的電場。思考：兩塊無限大均勻帶電平面，已知電荷面密度為，計算場強分布。兩板之間：兩板之外： E=0分析：由場強疊加原理課堂練習1、求均勻帶電細桿延長線上一點的場強。已知q, L, a2、求均勻帶電半圓環(huán)圓心處的 ，已知 R、電荷元dq產生的場根據(jù)對稱性取電荷元dq則由對稱性方向：沿Y軸負向3、求均勻帶電一細圓弧圓心處的場強，已知, , R一些典型結果：1、點電荷的場強2、均勻帶電無限長直導線的場