上海中医药大学：《物理学》课程教学资源（PPT课件）第六章 静电场

第六章 静电场 基本教学要求 掌握静电场的电场强度 和电势的概念及其场的叠加 原理，能计算简单问题中的 对一个电客器来说，C越大，说明电容器 电场强度和电势 的客纳电荷的本领越大， 二了解场强和电势的微分关系和利用此关系求场强的 方法。 三掌握高斯定律及其应用，理解用高斯定律计算电场 强度的条件和方法

基本教学要求 第六章 静电场 一 掌握静电场的电场强度 和电势的概念及其场的叠加 原理，能计算简单问题中的 电场强度和电势。 二 了解场强和电势的微分关系和利用此关系求场强的 方法。 三 掌握高斯定律及其应用，理解用高斯定律计算电场 强度的条件和方法

第一节 电场与电场强度 点电荷模型 (d<r2) 91 方2 下2 92 12 库仑定律 k9192元=-F2 SI制 k= _=8.98755×109N.m2.C2 4πe0 (6为真空介电常数)

2 0 21 12 1 2 12 r F r q q F k    库仑定律    1 q 12 r 12 r F21  F12  点电荷模型 d （d  r12） F21  F12  2  q 1 q q2 第一节 电场与电场强度 9 2 0 1 8.98755 10 4 2 k N m C   SI制      （  0为真空介电常数）

第一节 电场与电场强度 例在氢原子内，电子和质子的间距为5.3×1011m. 求它们之间电相互作用和万有引力，并比较它们的大小. 解 m。=9.1×10-31kg e=1.6×10-19C m,=1.67×10-27kg G=6.67×1011Nm2.kg2 1 e2 F 4π台=8.1×10N F=2.27×1039 F。= m-37X10N (微观领域中，万有引力比库仑力小得多，可忽略不计.)

解 8.1 10 N 4π 1 6 2 2 0 e     r e F  3.7 10 N -47 2 e p g    r m m F G 例 在氢原子内,电子和质子的间距为 . 求它们之间电相互作用和万有引力,并比较它们的大小. 5.3 10 m 11  9.1 10 kg 31 e  m   1.67 10 kg 27 p  m   11 2 2 6.67 10 N m kg   G     1.6 10 C 19 e   39 g e  2.27 10 F F （微观领域中,万有引力比库仑力小得多,可忽略不计.） 第一节 电场与电场强度

第一节 电场与电场强度 一、静电场 场是一种特殊形态的物质，存在于电荷周围空间. 场 物质 实物 电场 电荷 电荷 主要表现： >对引入其中的电荷有力的作用； >电荷在其中运动时，电场力要对它作功； >使引入其中的导体或电介质分别产生静电感应现象 和极化现象；

一、静电场 电 荷 电 场 电 荷 场是一种特殊形态的物质,存在于电荷周围空间. 实物 物 质 场 第一节 电场与电场强度 主要表现: Ø 对引入其中的电荷有力的作用; Ø 电荷在其中运动时，电场力要对它作功; Ø 使引入其中的导体或电介质分别产生静电感应现象 和极化现象;

第一节 电场与电场强度 二、电场强度 E +q0 电场中某点处的电场强度E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. (一)点电荷的场强 F 1 ★ r- -→0E>00? 90 4π80r

二、电场强度 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. E   Q 0  q F  q 0 F E    第一节 电场与电场强度 （一）点电荷的场强 2 0 0 4 π 0 1 r r Q q F E       r  0 E  ?

第一节 电场与电场强度 (二)点电荷系的场强 90处总电场强度 F 龙= ∑ F 9 i 9 电场强度的叠加原理 E- 立，-立是 i=

（二）点电荷系的场强 1 q 2 q 3 q 0 q 1r F1 2 r 3 r F2 F3      i i q F q F E 0 0    q 0 处总电场强度 0 1 2 1 0 4 1 i n i i i n i i r r q E E           电场强度的叠加原理 第一节 电场与电场强度

第一节电场与电场强度 (三)任意带电体的场强 dE dq dq XXX 4元80r + dE q j=当 dq >电荷体密度P= >电荷面密度σ= dq dE ds >电荷线密度1= dq dl

q              2 0 0 d 4 π 1 d r r q E     （三）任意带电体的场强 2 0 0 d 4 1 d r r q E E         dq  E  r d  P 第一节 电场与电场强度 Ø电荷体密度 V q d d   q dl E  r d  P Ø电荷面密度 s q d d   Ø电荷线密度 l q d d  

第一节 电场与电场强度 例1：电偶极子的电场强度 电偶极子的轴 a To p +q 电偶极矩（电矩）p=q所 讨论 (1)电偶极子轴线延长线上一点的电场强度 +q /2 E %2 E.x X

 q  q    q  q 电偶极矩（电矩） 0 p qr    p  例1：电偶极子的电场强度 0r 电偶极子的轴 0r 讨 论 （1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度 r0 2 r0 2 A x O x E  E  第一节 电场与电场强度

第节 电场与电场强度 +9 A /2 /2 E E, X 1 9 1 9 4π6(x-6/2)2 i E.=- 4π(x+/2)2 厄=E,+龙= 9 2X% 4元(x2-4)2 x>> E- 1 2r9i= 12p 4π60x 4π60x3

i x r q E   2 0 0 4π ( 2) 1     i x r q E   2 0 0 4π ( 2) 1      i x r q xr E E E                 2 2 0 2 0 0 ( 4) 2 4π  0 x  r i x r q E   3 0 0 2 4π 1   3 0 2 4π 1 x p     q  q E  E  r0 2 r0 2 A x O x 第一节 电场与电场强度

第一节 电场与电场强度 (2)电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度 E 4元6r, E p 4π60r 2 ∫e+=(-/2i+i)/r (e=(/2i+i)/r

 q  q 0r （2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度 E  E E  r r x y B y  e   e      e r q E   2 4π 0 1      e r q E   2 4π 0 1  2 0 2 ) 2 (r r  r  r  y  e ( r 2i yj ) r 0        e (r 2i yj ) r 0       第一节 电场与电场强度