大学物理：静电场10-1

1、1第8章 静电场电磁现象的基本概念和基本规律电磁现象的基本概念和基本规律 研究对象：研究对象：静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场变化的电场产生的磁场变化的电场产生的磁场变化的磁场产生的电场变化的磁场产生的电场 研究内容：研究内容： 电荷、电流产生电场、磁场的规律；电荷、电流产生电场、磁场的规律； 电磁场对电荷、电流的作用；电磁场对电荷、电流的作用； 电磁场对物质的各种效应；电磁场对物质的各种效应； 电场和磁场的相互联系。电场和磁场的相互联系。 2第8章 静电场8.1 电荷电荷 库仑定律库仑定律8.2 静电场静电场 电场强度电场强度8.3 电通量电通量 高斯定理高斯定理8.4 静电场的环流定理静电场的

2、环流定理 电势能电势能8.5 电势电势 电势差电势差8.6 等势面等势面 电场强度和电势的关系电场强度和电势的关系8.7 静电场中的导体静电场中的导体8.8 电场的能量电场的能量8.9 静电场中的电介质静电场中的电介质3第8章 静电场一、电荷一、电荷8.1 电荷电荷 库仑定律库仑定律1、电荷的种类：正电荷和负电荷、电荷的种类：正电荷和负电荷2、电量、电量q：电荷的多少或参与电磁相互作用的强弱。：电荷的多少或参与电磁相互作用的强弱。 单位：单位：C（库仑）（库仑）3、电荷的量子性：任何电荷的电量总是电子电量的正负、电荷的量子性：任何电荷的电量总是电子电量的正负 整数倍整数倍。191 602 10

3、.eCqNe 4、电荷守恒：电荷守恒：在一个孤立系统中总电荷量是不变的。即在一个孤立系统中总电荷量是不变的。即 在任何时刻系统中的正电荷与负电荷的代数和保持不在任何时刻系统中的正电荷与负电荷的代数和保持不 变，这称为电荷守恒定律。变，这称为电荷守恒定律。 4第8章 静电场 在在真空真空中，中， 两个静止点电荷两个静止点电荷q1及及q2之间的相互作之间的相互作用力的大小和用力的大小和q1与与q2的乘积成正比，和它们之间距离的乘积成正比，和它们之间距离r的平方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同号的平方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。电荷相斥，异号电荷相吸。二、库

4、仑定律二、库仑定律 ( Coulomb Law) 1785年，库仑通过扭秤实验得到。年，库仑通过扭秤实验得到。 1、表述：、表述： 2、库仑定律的数学表达式：、库仑定律的数学表达式：0122q qFkrr q1q2rF123q qFkrr 或：或：5第8章 静电场 点电荷：只带电荷而没有形状和大小的物体。点电荷：只带电荷而没有形状和大小的物体。 电学中的理想化模型电学中的理想化模型（相对性）（相对性）物理上物理上带电体的几何线度带电体的几何线度R 时时 2014qEx可以把带电圆环视为一个点电荷可以把带电圆环视为一个点电荷 讨论讨论RPdqOxr 22 3/2014()qxERx(3) x?时

5、时 ，EEmax（求极值）（求极值） 令令 可得：可得： 0dEdx22xRmax23/202234()2qRER16第8章 静电场面密度为面密度为 的的圆板在轴线上任一点的电场强度圆板在轴线上任一点的电场强度 解解d2dqr r 22 3/201dd4()x qErxdEE222 1/2012()qxEiRRxPrxOEd223/20d2()xr rrx22 1/2012()xRx22 3/200d2()Rxr rrx例例Rrd圆板可看作无数同心圆环的集合圆板可看作无数同心圆环的集合 17第8章 静电场(3) 均匀无限大平板均匀无限大平板02E(1) 补偿法补偿法22 1/222 1/2012112()()xiRxRx21RREEE1R2