15库仑定律电场强度

12场的性质场与物质的相互作用实验规律思路：内容：一.静电场及基本性质二.稳恒电流的磁场及基本性质三.电磁感应现象及规律四.Maxwell电磁场方程组3§7-1物质的电结构库仑定律一、电荷对电的最早认识：摩擦起电和雷电两种电荷：正电荷和负电荷电性力：同号相斥、异号相吸电荷量：物体带电的多少第七章静止电荷的电场二、电荷守恒定律实验证明，在一个与外界没有电荷交换的系统内，无论经过怎样的物理过程，系统正、负电荷量的代数和总是保持不变。4e=1.60210-19库仑，为电子电量三、电荷量子化Q=NeN=±1、2、3…自然界中，电荷量总是以一个基本单元的整数倍出现。+++电量为Q电量为Q电量是相对论不变量在不同的参考系内观察，同一带电粒子的电量不变。51.点电荷例如BrAlq带电体的线度l所研究的问题涉及的距离r•体积不一定很小，电量也不一定很小.四、库仑定律61785年，库仑的扭称实验2.库仑定律--（实验定律）方向：沿着它们的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸大小：q1rq2两静止点电荷之间的相互作用力221rqqKF712req2对q1的力1）库仑定律的矢量表达式KmNc910922/SI2）K的取值3）SI中库仑定律的常用形式令K140有理化0122288510.cmNq2q1的单位矢量q1rq2122122112rerqqKF12re说明适用范围：真空中点电荷在介质中的情况,需要加以修正83.电力叠加原理(分两种情况讨论)iiiiiirrqqFFˆ4120qir1）.电荷系2）.带电体电荷连续分布FdQqdqr电荷离散分布)(20)(ˆ41QQrrqdqFdFxxdFF例如:1)矢量方程，不只是简单的代数迭加2)矢量积分分量积分22yxFFFyydFF3)库仑定律与电力的叠加原理是关于静止电荷相互作用的两个基本定律，应用它们原则上可以解决静电学中的全部问题。说明：iq9§7-2静电场电场强度电荷q1电场q2电荷激发激发作用作用一.电场由电荷激发，在空间连续分布的一种物质,1.定义:它能对处于其中的电荷有力的作用.2.静电场3.电场的描述电场强度电势相对于观察者静止的电荷产生的电场，是电磁场的一种特殊形式10电量足够小体积足够小正电荷1.试验电荷:(q0)q0PF试验表明：0qF不变改变电量q0反映了空间P点电场的性质结论:比值确定场点比值二.电场强度与试验电荷无关2.电场强度0qF0qFE11电场强度注意1）场强是一矢量,有大小，也有方向。2）场强是描述空间某点电场性质的物理量，与q0大小无关3）单位CNmV或3.点电荷在外场中受的电场力为：EqF0qFE12三.电场强度的计算(重点）1.点电荷的场强公式(最简单情况）q0Qrˆra求：a点的场强?Ea解：rrQqFˆ412000qFErrQˆ412013电荷系产生的电场ira电荷连续分布的带电体产生的电场dEQPdqrrrdqEdEQQˆ4120iiEEniiiirrq120ˆ412.场强叠加原理14qqlrrP例1电偶极子的场?E求：p点的场强EEE解:根据迭加原理rrqˆ4120EErrqˆ4120rlrpql定义：电偶极矩rprprˆˆ34130思考：若P点在电偶极子的垂直平分线上，则E的大小和方向如何？15例2、电偶极子在均匀电场中所受的力矩EorrFFqqFrFrMEqrEqrErrqEqEpM16aploxxdxdEr例3电荷元dqdxdEdqr402dxlax402各电荷元在p点的场强方向一致场强大小直接相加解：r=l+a-xEp=?EdEdxlaxl402017=4例4、求一均匀带电圆环轴线上任一点x处的场强。xxpdqaEd设：q、a、x已知。解：将带电环分成无数dqrrdqEdˆ420r点电荷18ayzx当dq位置发生变化时，它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。Edqd.由对称性可知：垂直x轴的场强为0p19=4例4、求一均匀带电圆环轴线上任一点x处的电场。xxpdqaEd设：q、a、x已知。解：将带电环分成无数dqrrdqEdˆ420sincosdEdEdEdExxrxdEEdqrxr2041qrx30423220)(4xaxq204xqEax若点电荷20R例5求均匀带电细圆盘轴线上的电场。.,:R已知解drrEd232204xrdqxdEdrr2dq方向：xˆPx电荷元：RxrrdrxdEE0232202]1[221220xRx时，当Rx.102E“无限大”带电平面时，当Rx.2204qEx点电荷21作业：7-1,7-3,7-6,7-10