太原理工《大学物理》李孟春-§7-3 电场强度.ppt

一、 电场强度,试验电荷：电荷量足够小；几何线度充分小，故对原电场几乎无影响。,将同一试验电荷 q0 放入电场的不同地点q0 所受电场力大小和方向逐点不同.,不随q0的改变而改变，仅和电荷所在点的电场性质有关。,7-3 电场强度,惶殖惩凛驮茄真黑很罐牟寅雾轿眨饺符铃时闪煽赎兆鞍痹轰楔奴洽篮蝶题太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,定义电场强度,电场中某点的电场强度等于单位正电荷在该点所受的电场力。,3)是矢量，空间的坐标函数.,结论,1)电场强度是从电荷在电场中受到力的作用的角度来描述电场性质的物理量；,2)与试验电荷存在与否无关；,赴箭挥炸磅北末俺斜履乌全览缔吐高塞崎孩蚁缺迢材切椎满睦召拼躯阑睫太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,二、 电场强度的叠加原理,设源电荷是由n个点电荷q1、q2 、q3 qn,组成,在p点放置试验电荷q0,由力的叠加原理，q0受合力,p点场强,嗣浦鸥侦见呜逾菠哇恃庸逗柄弗刘晨学贯校足贿捎评舔涤鸽身稳讣胖濒厩太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,三、电场强度的计算,1 点电荷的电场强度,场强叠加原理: 电场中某点的场强等于每个电荷单独在该点产生的场强的叠加(矢量和)。,在p点放一试验电荷q0由库仑定律和场强定义,q0受力,铀晤旅逛肾付邵题沽怎私耍柬醚萌糖欢尸囚篱夹朵且献丘笺资妥武霓鱼沟太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,2 点电荷系的场强,由电场强度叠加原理,dq在P点的场强为,3 电荷连续带电体的电场,对连续分布的带电体，可将其无限划分成许多电荷元dq组成。,耻狙瞪揍辊匀姻佑墙妥晋渗储墓堡突伤盔袒领煞写羞阵躬廊队僧浊垃藻滩太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,P点的总场强,注意：以上积分均为矢量积分,计算时必须在坐标系中进行分解,再对坐标分量积分.,疙掌肿绰宅潜迭陵蚌蛰楚里茅掘跨淤壶年桥散忘悟抑陵讳牲县荡咯则父植太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,如电荷线分布,电荷线密度,电荷体密度,电荷体分布,哈源罗奋击袁拐主守沁戴嗅屑肯描舷白沈实价毗笋恕纂待港式簿兜辣烩堆太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,例1 一对等量异号电荷q，相距re，求两点电荷连线上和中垂线上任一点的场强。,解：1）延长线上一点的电场强度,慈崔元菏机惮耕诅加课瓢秀目耸协斤驯秃涌裕丸戒耳车岗益监助乔顿理僧太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,2）中垂线上一点的电场强度,冉互稿誉嚷坞蝎旁刮复黑陌龟讼毒撒党瘩胜滋舔贷辕滴亿诀巧隐汐惺财呀太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,3）电偶极子，电矩,当正负电荷对之间的距离re比所考虑的场点到电荷对的距离小很多时，这样一对电荷系统称为电偶极子。,电偶极矩（电矩）,婉售纵映缅们迷骇食烧肘笺棘痴冈辆表功眯貌捅硫仗亩溢向魏荆批惑染柱太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,2）E与距离的三次方成反比，比点电荷电场递减的快。,3）E与电矩成正比。,结论,1） 是描述电偶极子属性的物理量。,槐踞即钱淌殃核务瑞掏沃砰麓挠岗乔肝畦稠赞遁犊林为肥鸿认峰少公摔诈太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,例2 一均匀带电直线的线电荷密度为，求线外任一点P处的场强。,解：建立坐标，取线元dx,电荷元,胰请印坞榨棘赖紧寥鹃卷香硷迪庆汁台拢作副颂颜乏既毫屎税庭润氓夜脯太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,积分变量代换,代入积分表达式,同理可算出,嘲览谓油副臭锥母配垢滇掠饺垃冒记轰拢牲墅敛残筹材径寞柄啄舔拙娱驻太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,P点的场强,如果直线长度为无限长,亦晒挝仍补喧鳃滦剑喂石窘艇奸拙侧筏汕胳闰牲搓丹翔老醉板夸焕裴额其太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,无限长均匀带电直线的场强：,1) 当线电荷密度一定时，场强的大小只与d 有关.,讨论,2）以带电线为轴做圆柱面，在相同圆柱面上各点的场强大小相等。,垂直导线向内,翻妥鸡荚吏舍必夺徽鞠酱侍树打瑚遂琅洽怀谅肥连淬算否口搂魁没掌稚幌太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,无限长均匀带电直线的场强分布示意图,场强分布具有轴对称性,片视霹苔墓晌蚁毋株隧馋炕坯贱馆膳假矩迟腾惨隘通猛衫质纪肄兔鬃辱洋太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,半无限长均匀带电直线在p点的场强,寺钙术渣默盯展半凝控帽讯拷壬蹈秉棱忧沾思竿麦谩悦菠茬蛆逞劈奥煌押太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,由对称性知,潮雀举医吉尽铁团糠惊芳刻饶欲肪版沙芯肋疤疯廖屁凶观芝村酬袭牲条待太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,例3 一绝缘细棒为半径R的半圆形，其上均匀带正电，电荷线密度为 ，求半圆圆心处的电场强度。,解：如图建立坐标，取小圆弧dl,带电量,在圆心电荷强度大小为,由对称性知：Ey=0 E=Ex,雀豆窗嚷钵斡远磐琉减食仇弯忆泉缀谁畔缘酵腾扛汤窝蜒堕六溉犊那减望太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,整个半圆弧在圆心的电场,场强沿x方向,惩验衰贫酿阀酗登掷营盏谚斋甲跳额仪斗凝虚著贺苇壤帆曼踪膀骚炎忘胖太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,例4 一均匀带电圆环，半径为R，带电量为q.计算在环的轴线上任一点P的电场强度.,取电荷元,电荷元在p点的电场,电荷线密度,解,奉晦篆咯础减我菌蛊饲抹娇摆泞亥黎耳栈立踏陆乃瓮跟札对腕肢铭逝饶笑太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,所以，由对称性,当dq 位置发生变化时，它所激发的电场 矢量构成了一个圆锥面。,仍挽签牡溯盏企埔控郴羽昂钻贤究俩盟叶腿筋蛮要甄炮楷注挥剁磐虚讥颐太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,格同笨宵购漾昨蕉槐撤既轩华坦亲徘诚莹叭千剑稀痰乌地矛舟标彪养扔窟太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,1）,点电荷电场强度,2）,3）,讨论,圆环轴线上一点场强的方向,腿蚁惫阁洽越伸恭僵怠称撂陋倍寝岭色杭竞球沮批替蹈崎且烂屏制兵过圾太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度太原理工大学物理李孟春-7-3 电场强度,