庫侖定律電場強度

1、1,電磁學(xué),2,實驗規(guī)律,思路：,內(nèi)容：,一.靜電場及基本性質(zhì) 二.穩(wěn)恒電流的磁場及基本性質(zhì) 三.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律 四.Maxwell 電磁場方程組,3,7-1 物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 庫侖定律,一、電荷,對電的最早認(rèn)識：摩擦起電和雷電,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,第七章 靜止電荷的電場,二、 電荷守恒定律,實驗證明，在一個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、 庫侖定律,6,1785年，庫侖的扭稱實驗,2.庫侖定律 -（實驗定律）,方向：沿著它們的連線， 同號電荷相斥，異號電荷相吸,大?。?兩靜止點電荷之間的相互作用力,7,q2 對 q1 的力,1）庫侖定律的矢量表達(dá)式,2） K的取值,3）SI中庫侖定律的常用形式,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，不只是簡單的代數(shù)迭加,2) 矢量積分,分量積分,3)庫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基本定律，應(yīng)用它們原則上可以解決靜電學(xué)中的全部問題。,說明：,9,7-2 靜電場 電場強度,電荷,電場,電荷,一.電場,由電荷激發(fā)，在空間連續(xù)分布的一種物質(zhì),1.定義:,它能對處于其中的電荷有力的作用.,2.靜電場,3.電場的描述,電場強度,電勢,相對于觀察者靜止的電荷產(chǎn)生的電場， 是電磁場的一種特殊形式,10,電量足夠小 體積足夠小 正電荷,1.試驗電荷:(q0 ),試驗表明：,不變,改變電量 q0,反映了空間P點

4、電場的性質(zhì),結(jié)論:比值,確定場點,比值,二.電場強度,與試驗電荷無關(guān),2.電場強度,11,電場強度,1）場強是一矢量, 有 大小 ，也有 方向 。,2）場強是描述空間某點電場性質(zhì)的物理量，與 q0 大小無關(guān),3.點電荷在外場中受的電場力為：,12,三.電場強度的計算(重點）,1.點電荷的場強公式(最簡單情況）,求：a點的場強,解：,13,電荷系產(chǎn)生的電場,電荷連續(xù)分布的帶電體產(chǎn)生的電場,2.場強疊加原理,14,例1 電偶極子 的場,求：p點的場強,解:,根據(jù)迭加原理,定義：電偶極矩,思考：若P點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中所受的力矩,16,例3,電荷元,各電荷元在 p 點的場強方向一致 場強大小直接相加,解：,Ep = ?,17,=,4,例4、求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點 x 處的場強。,設(shè)：q、a、x已知。,解：,將帶電環(huán)分成無數(shù)dq,點電荷,18,由對稱性可知：,垂直x 軸的場強為0,19,=,4,例4、求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點 x 處的電場。,設(shè)：q、a、x已知。,解：,將帶電環(huán)分成無數(shù)dq,點電荷,20,