83电场强PPT教学课件

1、 电荷间作用电荷间作用原有不同看法，在很长的时间内，人们认为带电体之间是超距作用，即二者直接作用，发生作用也不用时间传递。 到了上世纪，法拉第提出新的观点，认为在带电体周围存在着电场，其他带电体受到的电力是电场给予的 两种看法 超距作用： 电荷不需传递时间直接作用电荷 场观点： 电荷电荷场近代物理学证明后者是正确的 第1页/共30页静电场的主要表现 电场力：放到电场中的电荷要受到电场力作用 电场力作功：电荷在电场中移动时，电场力要作功 第2页/共30页q0qE EF F试验电荷带电量和几何线度足够小的点电荷rerqqF2004从静电场的力的表现出发，利用试验电荷来引出电场强度概念来描述电场的性

2、质 试验电荷q q0 0 , ,所受的电场力为 试验发现，将q q0 0加倍,则其所受电场力加倍 0q02q03q0nq实验电荷： Fn受力： FF2F3 00003322nqFnqFqFqF 实验电荷力第3页/共30页可见其比值与试验电荷无关,只与该点的电场性质有关.因此，我们将F/q0定义为描述电场的量电场强度（矢量）rerqqF2004rerqqF200410qFE电场强度电场强度单位正试验电荷在电场中某点所受单位正试验电荷在电场中某点所受到的力。到的力。E的方向为正试验电荷受力的方向。的方向为正试验电荷受力的方向。它与试验电荷无关，只决定于场源电荷和场点的位置，反映电场本身的性质。re

3、rq 2041单位：单位：牛顿牛顿/库仑（库仑（ NC-1）或伏特）或伏特/米米(V/m)。方向：方向：正试验电荷在该点的受力方向。正试验电荷在该点的受力方向。第4页/共30页rerq 2041Fq在A处产生的场强为：假设A处有试验电荷，试验电荷受力为 ，则有：rerqqqqFE2000041qArr由q指向A q0 Aq rE与同向由*点电荷电场球对称 x ，无限长均匀带电直线，,222llxxE02推论：半无限长带电直导线垂直断面上一点的电场)(40jixE202xlE2042xl204xq相当于点电荷的电场。积分得xp3. xl ，无穷远点场强，222xlxxy第17页/共30页oxRq

4、例3：均匀带电圆环轴线上一点的场强。设半径为R，带电量为q。xdqE EdE EdxdEydEydExdErdq解：电荷元dq的场rerdqEd2041由于电荷的对称性，场强只有轴向分量, Ey=0 xEE dldq第18页/共30页oxRqxdqE EdE EdxdEydEydExdErdqqxxdEEE0qdE0cosrxcosqrxrdqE0204r 与 x 都为常量RdlrxE203042/3220)(4Rxqx第19页/共30页2/3220)(4RxqxE1. 环心处：x=0, E=02. 当 x R, , 32/322)(xRx2041xqE相当于将带电圆环所带电量全部集中与环心的

5、点电荷激发的场。3. 场强极大值位置：0dxdE令0)(42/3220 RxqxdxdRx22第20页/共30页R22EoxR22第21页/共30页例4.4.利用带电量为 Q ，半径为 R 的均匀带电圆环在其轴线上任一点的场强公式：232204xRQxE推导一半径为 R、电荷面密度为 的均匀带电圆盘在其轴线上任一点的场强，并进一步推导电荷面密度为 的“无限大”均匀带电平面的场强。第22页/共30页解：设盘心 o 点处为原点，x 轴沿轴线方向，如图所示，带电圆盘可看成许多同心的圆环组成，取一半径为r，宽度为dr 的细圆环，带电量为rdrdq2232204xrdqxdE232202xrrdrxRx

6、rrdrxdEE0232202pdEXRrdrRxrx022012220112xRxx第23页/共30页q 当 R 或xR时，ERxqx2020244即在远离带电平面处的场相当于点电荷的场强。第24页/共30页补充例题A.A. 电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向。所受电场力的方向。B.B. 在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同。的场强处处相同。C.C.场强方向可由场强方向可由 E E= =F F/ /q 定出，其中定出，其中 q 为试验电荷的为试验电荷的电量，电量，q

7、 可正、可负，可正、可负，F F 为试验电荷所受的电场为试验电荷所受的电场力。力。D. 以上说法都不正确。 C 1. .下列几个说法中哪一个是正确的？第25页/共30页2. .一带电体可作为点电荷处理的条件是A.A. 电荷必须呈球形分布。电荷必须呈球形分布。B.B. 带电体的线度很小。带电体的线度很小。C.C. 带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计。带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计。D.D. 电量很小。电量很小。 C 第26页/共30页3. .一带电细线弯成半径为 R 的半圆形，电荷线密度为 =0sin，式中 为半径R 与 x 轴所成的夹角，0 为一常数，如图所示，试求环心 o 处的电场强度。0 xyR解：在 处取电荷元，其电量为dldq它在o点处产生的场强为204RdqdE0 xydEydExdEdqRd004sindRsin0在 x、y 轴上的二个分量cosdEdExsindEdEy第27页/共30页cosdEdExsindEdEy0000cossin4dREx0200sin4dREyj ji