靜止電荷的電場課件

靜止電荷的電場一、電荷1.電荷：單位：庫侖（C）物體所帶電的多少。2.電荷守恒定律：某個系統(tǒng)若與外界無電荷交換，那么無論系統(tǒng)發(fā)生怎樣的物理與化學變化，系統(tǒng)的電荷的代數(shù)和是保持不變?；蛘哒f：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅。只能從一個物體轉移到另一個，或者從物體的一部分轉移到另一部分?！?.1~1.2電荷庫侖定律與疊加原理3.電荷量子化：任何帶電體所帶的電荷量都是電子電量的的最小單位就是電荷的量子。整數(shù)倍。即Q=ne（n∈z）可見電荷只能取分立的、不連續(xù)量值，這種性質叫做電荷的量子化。電荷1.點電荷的概念二、庫侖定律2.庫侖定律兩個點電荷與之間的相互作用力的大小和的乘積成正比，和它們之間的距離r的平方成反比；作用力的方向沿著它們的連線，同號電荷相斥，異號電荷相吸。______+_+++++二、電場強度電荷電荷電場一、電場定義：其大小等于單位電荷在該點受到的電場力大小，方向與正電荷受力方向相同?！?.3~1.4

電場和電場強度

靜止點電荷的電場及其疊加2、點電荷的電場強度QrEq>0q<03.1點電荷系的場強實驗表明，電場力滿足迭加原理空間某點的場強等于各點電荷單獨存在時在該點產生場強的矢量和3、場強疊加原理例1、電偶極子rrO3.2連續(xù)帶電體的場強(3)對稱性分析可簡化計算，能使我們立即判斷電場強度的某些分量為零電場的計算PYoXaroRXxP插圖所以，由對稱性=E⊥0a.yzxEd當dq

位置發(fā)生變化時，它所激發(fā)的電場矢量構成了一個圓錐面。qdEd返回xEoPxadqOxy+++++一帶電細棒被彎成半圓型，上半部均勻帶+Q電荷，下半部均勻帶-Q電荷，半徑為R,求圓心O處的電場強度大小yR++++----xO分析：先分別求+Q,-Q產生的電場強度，再矢量迭加oPxXrdr電場線§1.5電場線和電通量電場線的性質電位移矢量(教材5.3節(jié))1.定義：特點：與介質（束縛電荷）無關。2、電位移線與電場線電場線：始于正電荷（自由電荷與束縛電荷），止于負電荷（自由電荷與束縛電荷），在電介質表面不連續(xù)。

電位移線：始于正自由電荷，止于負自由電荷，在電介質表面連續(xù)。

二、電通量：1.均勻場強，平面S

E：通過垂直于場強方向單位面積電場線根數(shù)SEnnESSds3.非均勻場強，曲面(電場強度通量)

電通量通過某一面的電場線數(shù)§1.6高斯定律高斯定律1.高斯定律內容與數(shù)學表達式（電位移矢量表述）

內容：在任何靜電場中，通過任一閉合曲面（高斯面）的電位移通量，等于這個閉合曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。2.幾點說明說明靜電場是有源場，電位移線始于自由正電荷，終于自由負電荷。（2）通過封閉曲面的電通量，由封閉曲面所包圍的自由電荷的

多少決定，與曲面外的電荷無關。（3）曲面內、曲面上任一點的場強是由曲面內外的電荷共同

激發(fā)的，與曲面外的電荷及分布有關qSE說明：（3）通過不包含電荷的任意閉合曲面S電通量恒為零電力線不會在沒有電荷的地方中斷,穿入S電力線必定從其它地方穿出去(4)連續(xù)分布電荷的高斯定理(4)點電荷系的高斯定理如圖，一點電荷q位于立方體的A角上，則通過abcd面的E通量是多少。abcdA先假設點電荷q位于立方體中心，則通過每一側面的通量都為總通量作7個體積相同的立方體，使A點位于一個大立方體的正中。所以通過abcd的通量為§1.7利用高斯定律求靜電場的分布Ro求均勻帶電球體的電場強度。球的半徑為R，所帶的電量為q，球體電容率為，球外介質的電容率為。ErDr(b)電位移與r的關系（設>）(a)場強與r的關系計算無限長均勻帶電圓柱面的電場。RSPrP俯視圖

其中RErEr高斯面lE高斯面lr例4、計算無限大均勻帶電平面的電場。S（a）電場線的分布（b）高斯面的取法其中所以例5、計算無限大均勻帶電平板（厚度為d）的電場。xd其中分析：盡管電荷不是均勻分布，小相等，方向為矢徑方向。使得場強也具有對稱分布，即但由于電荷分布對于O點對稱，以O點為球心的球面上處處的場強大例6、OR一半徑為R的帶電球體，其電荷體密度分布為（q為一正常數(shù)），計算其內外的場強分布。例7、一半徑為的球體均勻帶正電，體電荷密度為，球內有一半徑為的小球形空腔，空腔中心點與球心O點相距為a。如圖所示。求空腔內任一點P的場強并畫出腔內電力線分布圖。分析：整個空腔帶電體可以看

）的場疊加。（密度為）的實心球體及半徑成半徑為的均勻帶正電荷為的均勻帶負電荷（密