1、2019/6/28,电学1-N,1,电 磁 学,2019/6/28,电学1-N,2,第7章 静电场,电场强度,一、电荷,1. 电荷的种类,正电荷,同种电荷相斥、异种电荷相吸。,负电荷,电力,电量,Q(q),2. 电荷的量子化,宏观物体带电量都是基本电荷的整数倍。,微观粒子夸克,n-整数,2019/6/28,电学1-N,3,3、电荷守恒定律,电荷只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。但电荷既不能被创造，也不能被消灭,在一孤立系统内, 无论发生怎样的物理过程, 该系统电量的代数和总保持不变.,或叙述为:,4、电荷相对论不变性,电荷为Q,电荷为Q,2019/6/28,电学
2、1-N,4,1773年发表有关材料强度的论文，所提出的计算物体上应力和应变分布情况的方法沿用到现在，是结构工程的理论基础。1777年开始研究静电和磁力问题。当时法国科学院悬赏征求改良航海指南针中的磁针问题。库仑认为磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，提出用细头发丝或丝线悬挂磁针。研究中发现线扭转时的扭力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置测出静电力和磁力的大小，这导致他发明扭秤。1779年对摩擦力进行分析，提出有关润滑剂的科学理论。还设计出水下作业法，类似现代的沉箱。1785-1789年，用扭秤测量静电力和磁力，导出著名的库仑定律。,库仑法国工程师、物理学家。1736年6月14 日生于法国
3、昂古莱姆。1806年8月23日在巴黎逝世。,早年就读于美西也尔工程学校。离开学校后，进入皇家军事工程队当工程师。法国大革命时期，库仑辞去一切职务，到布卢瓦致力于科学研究。法皇执政统治期间，回到巴黎成为新建的研究院成员。,2019/6/28,电学1-N,5,二. 库仑定律,1.点电荷：带电体本身的线度到其它带电体的距离。,注意:,a. 理想模型,b. 相对性,2. 真空中的库仑定律,真空的介电常数,2019/6/28,电学1-N,6,由点电荷q1至点电荷q2所作的矢径,是 方向上的单位矢量,三. 电场,近距作用,电荷q1,电荷q2,电场E,超距作用,电荷q1,电荷q2,2019/6/28,电学1
4、-N,7,说明：,(1). 电荷激发电场，电场对引入其中的任何带电体都有力的作用.,(2). 电场的建立需要时间.,(3). 电场能使引入电场中的导体或电介质分别产生静电感应现象或极化现象.,(4). 电场具有能量、动量和质量, 是物质的一种形态.,四、电场强度,线度足够地小场点确定； 电量充分地小不至于影响待测电场。 带正电,1.试验电荷,2019/6/28,电学1-N,8,实验结果:,(1). 不同场点, 同一试验电荷所受的电场力 的大小和方向通常不同,(2). 同一场点,不同的试验电荷所受的电场力 的大小与试验电荷所带电量的大小成正比 , 方向不变.,2.电场强度定义,是矢量,方向： 受
5、力的方向,是描述静电场中给定点的性质的物理量.,与实验电荷的性质,无关.,令,则,2019/6/28,电学1-N,9,试验电荷受力,场强叠加原理:,由定义,3. 场强叠加原理,电力的叠加原理,电场中任一场点处的总场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.,2019/6/28,电学1-N,10,4. 场强的计算,(1).点电荷电场中的场强,+,q为正电荷, 的方向与 的方向一致, 是背向q 的,q为负电荷, 的方向与 的方向相反, 是指向q 的,(2).点电荷系电场中的场强,2019/6/28,电学1-N,11,(3). 任意带电体(电荷连续分布)电场中的场强,2019/6/28,电
6、学1-N,12,例题1,计算真空中电偶极子(1)轴线的延长线上某点和(2)中垂线上某点的场强,解: (1),定义：偶极矩,2019/6/28,电学1-N,13,r l,r+= r- r,(2),2019/6/28,电学1-N,14,由对称性,例题2,均匀带电细棒，长 L ，电荷线密度 ，求：中垂面上的场强 。,解 ：,2019/6/28,电学1-N,15,当 L 1 - 2 2 2,一般,2019/6/28,电学1-N,16,已知：总电量Q ；半径R 。 求： 均匀带电圆环轴线上的场强。,（2）R x,（1）,讨论：,例题3,2019/6/28,电学1-N,17,已知：总电量Q ；半径R 。 求： 均匀带电圆盘轴线上的场强。,当R x,无 限 大 带电平面场强,例题4,2019/6/28,电学1-N,18,小结：,本节主要向大家介绍电场,库仑定律,电场强度,场强叠加原理,场强的计算和电偶极子。要求大家掌握静电场的电场强度概念以及场的叠加原理, 能计算一些简单问题中的场强.,当xR,
