大学物理:静电场 第8章静电场 图为1930年EO劳伦斯制成的世界上第一台回旋加速器 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 第8章 静电场 图为1930年E.O.劳伦斯制成的世界上第一台回旋加速器
大学物理:静电场 电场是一种特殊的物质,具有物质的一般属性 质量、动量、能量等 相对观察者静止的电荷激发的电场—静电场 本章研究静电场的性质 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 相对观察者静止的电荷激发的电场——静电场 电场是一种特殊的物质，具有物质的一般属性 质量、动量、能量等 本章研究静电场的性质
大学物理:静电场 本章主要内容 静电场(一种特殊物质)知识结构 静电场的性质 相互作用 静电场描述能量基本规律 导体电介质 电电 高环 基电基高 场势 斯流 本容本斯 强度 定定 规器规定 理理 律 律理 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 静电场（一种特殊物质）知识结构 电 场 强 度 静电场描述 相互作用 电 势 能量 基本规律 导体 电介质 高 斯 定 理 环 流 定 理 静电场的性质 基 本 规 律 电 容 器 基 本 规 律 高 斯 定 理 本章主要内容
大学物理:静电场 §8.1电荷库仑定律 电荷 (1)基本性质: A正负性 B同号相斥、异号相吸静电复印机、静电除尘 C可以分离、可以中和摩擦起电 D剩余电荷显电性 (2)电量:物体携带电荷的多少,单位:库仑C 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 §8.1 电荷 库仑定律 一.电荷 （1）基本性质： A 正负性 B 同号相斥、异号相吸 C 可以分离、可以中和 摩擦起电 静电复印机、静电除尘 D 剩余电荷显电性 （2）电量： 物体携带电荷的多少，单位：库仑C
大学物理:静电场 (3)电荷守恒定律 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变,这称为电荷守恒 定律。 说明电荷可以分离、中和,但是不能创造,不能被消灭。 (4)电荷的量子性 ne e=(1.6021892±0.0000046)×10C 盖尔一曼提出夸克模型:±e±e (5)相对论不变性 电荷的电量与它的运动状态无关 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 e (1.602 189 2 0.000 004 6) 10 C −19 = Q = ne 盖尔—曼提出夸克模型 : e 3 1 e 3 2 （3） 电荷守恒定律 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变，这称为电荷守恒 定律。 （5） 相对论不变性 电荷的电量与它的运动状态无关 （4） 电荷的量子性 说明电荷可以分离、中和，但是不能创造，不能被消灭
大学物理:静电场 库仑定律 1.点电荷 当带电体的大小、形状与带电体间的距离相比可以忽略时, 就可把带电体视为一个带电的几何点。(—种理想模型) 2.库仑定律 处在静止状态的两个点电荷,在真空(空气)中的相互作用 力的大小,与每个点电荷的电量成正比,与两个点电荷间距 离的平方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线。 电荷q1对q2的作用力F2 F1=k912 F1=k91920 F 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 二. 库仑定律 1. 点电荷 (一种理想模型) 当带电体的大小、形状 与带电体间的距离相比可以忽略时, 就可把带电体视为一个带电的几何点。 2. 库仑定律 处在静止状态的两个点电荷，在真空（空气）中的相互作用 力的大小，与每个点电荷的电量成正比，与两个点电荷间距 离的平方成反比，作用力的方向沿着两个点电荷的连线。 q1 2 q r 21 r 2 1 2 21 r q q F = k 0 2 21 1 2 21 r r q q F k = 电荷q1 对q2 的作用力F21 F21
大学物理:静电场 电荷q2对q1的作用力F1 92 F,=k9192p0 k 真空中的电容率(介电常数) 4兀E 8.85418782×10-2F/m 1q12f 4丌E 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)-般F电>>F万 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 电荷q2对q1的作用力F12 0 2 12 1 2 12 r r q q F k = q1 2 q r 12 r F12 4 0 1 k = 0 真空中的电容率（介电常数） 8.854 187 82 10 F/m 12 0 − = 0 2 1 2 4 0 1 r r q q F = 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 F电 F万
大学物理:静电场 电场力的叠加 q3受的力:F=f+f2 q2 对n个点电荷: F=F1+ +F ∑F=∑ 1 gogi 4 2i0 nEo r 对电荷连续分布的带电体 de dF- godo q=0 q 4丌Enr F god peR 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 三. 电场力的叠加 1 2 F f f = + 1 r 2 r 1 q q3 2 q 1 f 2 f q3 受的力： F F F Fn = 1 + 2 +......+ 2 0 0 4 0 1 i i i i i i r r q q F = = 对n个点电荷： 对电荷连续分布的带电体 0 2 0 0 4 d d r r q q F = = Q r r q q F 0 2 0 0 4 d Q r dq q0 F d
大学物理:静电场 例已知两杆电荷线密度为,长度为L,相距L 求两带电直杆间的电场力。 dq da 解dq=d da=nd o x 2L x 3L x adxadx 不是点电荷 dF 460(x-x 库仑定理不能用! 3L 2 dx F n 0 48(x-x 4 T& 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 已知两杆电荷线密度为，长度为L，相距L 解 dq x x dq = dx dq = dx dq 2 0 4 ( ) d d d x x x x F − = − = L L L x x x F x 3 2 0 2 0 2 4 ( ) d d 例 求 两带电直杆间的电场力。 3 4 ln 4 0 2 = O L 2L 3L x 不是点电荷 库仑定理不能用！
大学物理:静电场 §8.2静电场电场强度 静电场 早期:电磁理论是超距作用理论 后来:法拉第提出场的概念 激发 施加力 电荷 电场「电荷 施加力 激发 静止电荷在其周围激发—静电场 静电场是一种特殊物质,具有质量、动量、动能等 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：静电场 §8.2 静电场 电场强度 一. 静电场 后来: 法拉第提出场的概念 早期：电磁理论是超距作用理论 电荷 电场 电荷 激发 激发 施加力 施加力 静止电荷在其周围激发 —— 静电场 静电场是一种特殊物质，具有质量、动量、动能等