大学物理二课件9-1.ppt

1、第九章,静 电 场,Electrostatic field,主讲教师：蔡洪涛 E-mail: ,9-1 电荷的量子化 电荷守恒定律 库仑定律,一、电荷,e =1.60210-19 C,q = n e（电荷的量子化）,夸克模型：夸克与反夸克具有分数电荷e/3或2e/3,在一个孤立的系统内, 无论进行怎样的物理过程, 系统内正、负电荷量的代数和总是保持不变，这称为电荷守恒定律。,1. 正负性,2. 量子性：,3. 守恒性,自然界中电荷总是一个基本电量的整数倍.,1785年，库仑通过扭称实验总结出点电荷之间相互作用的静电力所服从的基本规律库仑定律,1. 点电荷,在具体问题中，当带电体的形状和大小与它

2、们之间的距离相比可以忽略时，可以把带电体看作点电荷,注意：1. 带电体的形状、电荷分布已无关紧要； 2. 带电量不一定很少。,（抽象模型）,9-2 库仑定律,在真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力的大小与它们电荷的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比；作用力的方向沿着两点电荷的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。,k =9109 Nm2C-2,2. 库仑定律,讨论：,(1) 库仑定律适用于真空中的点电荷；,(2) 库仑力满足牛顿第三定律；,(3) 一般,真空中的电容率.,9-3 电场强度,一、静电场,在任何电荷的周围，都存在一种特殊的物质电场。电场是物质的一种特殊形态，弥散在整个空间。它

3、与通常的物质一样，也具有能量、质量和动量。,静电场, 电场强度, 电势,超距作用理论,法拉第提出近距作用, 并提出力线和场的概念,静电场：真空中相对于观察者静止的电荷在其周围 空间激发的电场,二、电场强度, 电场强度,试验电荷q0 ：电荷量足够小的点电荷,单位: 牛/库 ( N/C ),只要有电荷就有电场存在, 与是否引入检验电荷无关,三、点电荷的电场强度,非均匀场, 具有球对称性,思考：r0，E?,四、场强叠加原理,由力的叠加原理得 所受合力,点电荷 对 的作用力,处总电场强度,电场强度的叠加原理,电荷连续分布带电体的场强,注意：在具体计算时，要化成标量积分，即先分解，再积分。,*电偶极子的

4、电场强度, 电偶极子的轴, 电偶极矩,1. 求电偶极子轴线延长线上一点的场强,2. 求电偶极子轴线的中垂线上一点的场强,例题1 计算一个半径为R均匀带电量为+q的圆环轴线上场强的分布。,分析：如下图,讨论,（1）,点电荷电场强度,（2）,（3）,环心处场强为零,此处为电场强度极大值的位置,例题2 一个半径为R均匀带电薄圆盘，其电荷面密度为，求圆盘轴线上场强的分布。,分析：圆盘可看成由无数个同心圆环组成,方向沿x轴, 过渡到点电荷场强,讨论,无限大均匀带电平面，,例题3 电荷均匀分布在一根长直细棒上，此棒电荷线密度为。试计算距细棒垂直距离为a的P点的场强。已知细棒两端的连线与X轴的夹角分别为1和 2。,讨论：均匀带电细棒为无限长时,例题4 一均匀带电半圆环，半径为R，总电量为Q，求环心o处的电场强度。,解：,1、作业,3、考核方法,2、答疑,每次课后的作业，要按时完成。每次上课交上次的作业。,平常10期末90综合成绩,