第八章静电场和稳恒电场.PPT

1,一、电荷,1、电荷：,电量：物体所带电荷的多少。,是物体状态的一种属性。,电量单位：库仑 （C）,2、电荷量子化,物体所带电荷不是以连续方式出现，而是电荷的最小单元（e=1.60×1019库仑）的整数倍。 即q=ne n=1.2.3。,4、电荷守恒定律,在一孤立系统内，该系统的正负电量代数和保持不变。,3、电荷的种类,正电（玻璃），负电（丝绸）,2,5、电荷运动不变性,3,二、库仑定律,2、真空中的库仑定律,F12表示q1对q2的作用力，r21表示q2对q1的位矢，r0表示r21的 单位矢量,1、静电力: 两个静止带电体间的相互作用,4,（1）适用范围：真空（空气）或无限大的均匀电介质中； 静止的，两个点电荷；,（2）比例系数：随单位制而不同，在SI制中，,：真空介电常数,（3）静电力的叠加原理,受力电荷qi，施力电荷qj（qj是n个施力电荷之一）,：施力电荷qj指向受力电荷qi的位矢 的单位矢量,（矢量和）,5,1.静电场,实验证实了两静止电荷间存在相互作用的静电力， 但其相互作用是怎样实现的？,场是一种特殊形态的物质.,三 电场强度,6,2.电场强度,单位,电场中某点处的电场强度 等于位于该点处的单位试验电荷所受的力，其方向为正电荷受力方向.,电荷 在电场中受力,（试验电荷为点电荷、且电量很小,故对原电场几乎无影响）,7,四 场强叠加原理,受到的总静电力,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各自产生的场强的矢量和.这就是场强叠加原理.,8,1.点电荷的电场,问,五 场强的计算,9,2.点电荷系的电场,Ei为qi单独存在时在P点产生的电场的场强,根据场强叠加原理，P点总场强,10,3.电荷连续分布的带电体的电场,电荷体密度,电荷面密度,电荷线密度,带电体 dq= dV 带电面 dq= dS 带电线 dq= dl,11,电偶极子,电偶极子，指一对等量、异号的点电荷，其间距远小于它们到考察点的距离的点电荷系统。,方向从负电荷指向正电荷,电偶极矩：,12,（1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度,13,（2）电偶极子轴线的中垂线上B点的电场强度,EB沿x轴负方向，与电矩p方向相反,14,在P点产生大小为,解：以点的垂足o为原点，并取直角坐标oxy如图,例8-1 求真空中长为L、均匀带电，线电荷密度为的直线的场强。场点与直线的垂直距离为a、场点与直线两端连线和直线的夹角分别为1和2。,取电荷元,15,16,则,即无限长均匀带电直线的场强，具有轴对称性。,若,讨 论,17,解：轴上P点与环心的距离为x。在环上取线元dl,dq在P点产生的场强dE的方向如图，大小为,例8-2：带电量为q、半径为R的均匀带电圆环轴线上一点的场强,18,x 轴方向的分量,y 轴垂直方向的分量,根据对称性，dE 的与 x 轴垂直的分量互相抵消。P点场强E的方向沿 x 轴方向，即,考虑方向，即,19,20,解 由例8.2,21,22,（点电荷电场强度）,23,六 带电体在外电场中所受的作用,带电体在匀强场中：,解 如图所示，电矩p的方向与E的方向之间夹角为，则正、负点电荷受力分别为,例8.4 计算电偶极子 在均匀外电场E中所受的合力和合力矩.,24,合力,所以电偶极子在电场作用下总要使电矩p转到E的方向上，达到稳定平衡状态.,力偶矩的大小为,考虑到力矩M的方向，上式写成矢量式为,