07-1 静电场.pptx

第1页：电磁学导言

电磁学导言

电磁学1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应。

1831年，英国法拉第发现了电磁感应现象，揭示了电磁现象的内在联系。

1865年，麦克斯韦提出感应电场和位移电流假说，总结出一套完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在。

公元前6世纪，毛皮摩擦能吸引草屑现象公元前4世纪，磁矿石具有吸引铁物质的现象

第2页：静电场

静电场

第3页：电场电场强度两种电荷

电场电场强度两种电荷

• •硬橡胶棒与毛皮摩擦后所带的电荷为负电荷
• •玻璃棒与丝绸摩擦后所带的电荷为正电荷

电荷的基本性质

电荷与电荷之间存在相互作用力，同种电荷相斥，异种电荷相吸

电量

n = 1，2，3，…单位：库仑（C）电荷守恒定律：在一个孤立系统中，无论发生了怎样的物理过程，电荷不会创生，也不会消失，只能从一个物体转移到另一个物体上

真空中两个静止点电荷相互作用力F的大小与这两个点电荷所带电量q1和q2的乘积成正比，与它们之间的距离r的平方成反比。

作用力F的方向沿它们的连线方向，同号相斥，异号相吸。

真空中的库仑定律

εo：真空中的介电常数（真空中的电容率）

第4页：电场

电场

电场

电荷周围存在着的一种特殊物质

静电场

静止电荷所产生的电场电荷电荷电场试验电荷：（1）点电荷；（2）电量足够小电场中各处的力学性质不同

结论

1、在电场的不同点上放同样的试验电荷q02、在电场的同一点上放不同的试验电荷F3F1F2Q二、电场强度定义：单位：N·C-11.电场强度的大小为F/q0

• 2.电场强度的方向为正电荷在该处所受电场力的方向

第5页：电场强度的计算

电场强度的计算

• 1．点电荷电场中的电场强度+-2、点电荷系电场中的电场强度电场强度叠加原理：点电荷系电场中某点的电场强度等于各点电荷单独存在时在该点电场强度的矢量和

各点电荷的电场强度

……点电荷系的电场强度

第6页：电场强度

电场强度

连续分布电荷电场中的电荷元dq在P点的场强：带电体在P点的场强：线电荷：面电荷：电偶极子：电偶极矩：-qq大小相等，符号相反且存在一微小间距的两个点电荷构成的复合体

第7页：例1：-qqlr例1.计算在电偶极

例1：-qqlr例1.计算在电偶极

-qqlr例1.计算在电偶极子延长线上任一点A的场强。

E+E-Aro例2.计算电偶极子中垂线上任一点B的场强。

θ-qqlr +E-因为r>>l

第8页：例3：真空中有均匀带电直线，长为L

例3：真空中有均匀带电直线，长为L

例3：真空中有均匀带电直线，长为L，总电量为Q。

求直线延长线上距离带电直线端点为a的P点的电场强度。

（设电荷线密度为λ）POaxLdxxL+a-x方向沿X轴的正方向

第9页：例4：电荷q均匀地分布在一半径为R

例4：电荷q均匀地分布在一半径为R

例4：电荷q均匀地分布在一半径为R的圆环上。

计算在圆环的轴线上任一给定点P的场强。

解：xPxRrθdE方向：x轴正方向

第10页：例5：真空中有均匀带电直线，长为L

例5：真空中有均匀带电直线，长为L

ayxθ1θ2oP例5.真空中有均匀带电直线，长为L，总电量为Q。

线外有一点P，离开直线的垂直距离为a，P点和直线两端连线的夹角分别为θ1和θ2。

求P点的场强。

（设电荷线密度为λ）解

电荷元dq=λdxdEdExdEy无限长带电直线：θ1=0，θ2=πdxxθr