1、一、电场,历史上的三种观点 (a) 超距作用（无介质）,问题的提出：,库仑定律给出了真空中点电荷之间的相互作用的定量关系，然而这作用是通过什么途径来传递的呢？,(b) 近距作用（介质以太）,(c) 场,8-2 电场 电场强度,(c) 场：（1832年 法拉第）弥漫在电荷周围并对处于其中的另一电荷有作用力,1.电场：电荷周围存在的一种特殊物质,电荷 电场 电荷,2.电场的基本特性：对处在电场中的电荷施加作用。,电荷1对电荷2的作用过程:,在电荷1的周围空间存在一种特殊的物质,电荷1给予电荷2的作用力是靠这个特殊的物质传递的;,因为电荷2处于电荷1产生的场中,所以电荷2受到了静电力的作用.,产生电
2、场的电荷1称为场源电荷,电荷2所处的位置为场中的点-场点,在电荷2的周围空间存在一种特殊的物质,电荷2给予电荷1的作用力是靠这个特殊的物质传递的;,电荷2对电荷1的作用过程:,因为电荷1处于电荷2产生的场中,所以电荷1受到了静电力的作用.,产生电场的电荷2称为场源电荷,电荷1所处的位置为场中的点-称为 场点,3.电场与实物的.异同点,异点：,实物是由原子、分子组成，看得见，摸得着，场物则不同；,场物有空间可入性，且互不发生影响。实物则没有；,实物的密度很大，而场物的密度很小。,实物的运动速度不能达到光速，而场物一般以光速运动。,同点:,场跟实物一样，也有质量能量、动量和角动量,场物也遵从质量守
3、恒，动量守恒，角动量守恒,3.电场与实物的异同点(续),场物跟实物一样，在存在形式上也具有多样性,4. 静电场,当一个电荷处于另一个电荷的静电场中时，就受到这个静电场的作用力,叫做静电场力,分布在静止电荷周围的场叫做静电场,这个静止电荷就叫做静电场的场源电荷,二 电场的定量描述 : 电场强度,电场的基本属性是对处在电场中的电荷施加作用力,所以可以从力的角度描述电场.,1. 试探电荷,引入目的:,要求,线度应小到可视为点电荷,电量应足够小，使得由于它的引入不致引起原有电量的重新分布，因而将不会引起原来电场的变化,检验空间某点是否存在电场,2. 试探电荷所受静电力的实验结果,理论和实践表明：将试探
4、电荷放在电场中不同点，它受的力一般不同，,是描述静电场固有性质的物理量 ,定义为电场强度,说明,定义：,单位：牛顿/库仑 （N/C）,q0只是使场显露出来，即使无 q0也存在,讨论:,场中某点的电场强度既与实验电荷电量无关,也与试探电荷受力无关.完全取决于场源电荷和场点,即决定于电场本身.,对某点而言的， 是矢量,对变化的电场,电场分：匀强电场，非匀强电场,大小：单位正电荷受力大小,方向：正电荷受电场力的方向,单位：N/C 、V/m,此式为电场强度的定义式,在直角坐标系下：,三、电场强度的叠加原理,根据场强的定义，则有场强叠加原理,场强叠加原理,由 力的叠加原理得到场强的叠加原理，即n个电荷的
5、合场强等于各个点电荷单独存在时产生的场强的矢量和。,电场强度的计算,电场强度的计算,场点,源点,（1)点电荷的电场,电场强度的计算,电场强度的计算,（2) 点电荷系的场强,电场强度的计算,由点电荷的电场强度公式,所以，由电场强度叠加原理,解：,例1. 求电偶极子在它轴线的延长线上一点的场强。,o,电场强度的计算,r,P,x,电偶极矩（电矩）,如图所取坐标，,电场强度的计算,解：,例2. 求电偶极子中垂面上的电场。,r,电偶极矩（电矩）,电场强度的计算,用矢量形式表示为：,电场强度的计算,（3）. 电荷连续分布的带电体的场强,利用以上各式，原则上可计算任意分布电荷的场强，但在电荷分布比较复杂的情
6、况下，往往遇到许多难以解决的积分问题。,引入电荷密度的概念,矢量积分化成标量积分,连续带电体的电场例题,均匀带电直线的电场,均匀带电圆环轴线上的电场,均匀带电圆盘轴线上的电场,电场强度的计算,例3. 求一均匀带电直线在P点的电场。,解：建立直角坐标系,带电,电场强度的计算,积分变量代换,代入积分表达式,同理可算出,电场强度的计算,当直线长度,无限长均匀带电直线的场强：,极限情况，由,电场强度的计算,例4 求一均匀带电圆环轴线上任一点x处的电场。,x,p,R,电场强度的计算,所以，由对称性,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。,电场强度的计算,由对称性,解：,电场强度的计算,讨论,电场强度的计算,时,时,例5 求均匀带电圆盘轴线上任一点的电场。,解：由例4均匀带电圆环轴线上一点的电场,电场强度的计算,讨论：,无限大均匀带电平面的场强，匀强电场,可视为点电荷的电场,电场强度的计算,小结：,对称性的分析往往可以使得我们立即看出合成矢量的某些分量等于0，并判断出合矢量的大小，使得计算简化。 微元分析法,
