第9章静电场$9-1电场电场强度$ 9-2电通量高斯定理$9-3电势电场力的功$9-4场强与电势的关系$9-5静电场中的导体$9-6静电场中的电介质$ 9-7电容电容器$ 9-8电场的能量节口录章口录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 第9章 静电场 §9-1 电场 电场强度 §9-2 电通量 高斯定理 §9-5 静电场中的导体 §9-3 电场力的功 电势 §9-4 场强与电势的关系 §9-7 电容 电容器 §9-8 电场的能量 §9-6 静电场中的电介质
$9-1电场电场强度一、电荷使物质之间产生电相互作用的一种属性。1、电量与单位电量：物体荷电多少的量度；单位：库仑。2、电荷的正负性两种：正电荷与负电荷。正电（玻璃电），负电（树脂电）3、电力：带电体间的相互作用同号电荷相互排斥，异号电荷互吸引。节口录幸口录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §9-1 电场 电场强度 1、电量与单位 ２、电荷的正负性 3、电力：带电体间的相互作用 电量：物体荷电多少的量度；单位：库仑。 使物质之间产生电相互作用的一种属性。 两种：正电荷与负电荷。 同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引。 正电（玻璃电），负电（树脂电） 一、电 荷
$9-1电场电场强度4、电荷守恒定律在一孤立系统内，该系统具有正负电量的代数和保持不变5、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=1.60×10-19库仑）的整数倍，即q=nen=l, 2,3.....系统的电量与其运动状态无关。6、电荷运动不变性电量为Q电量为QD章口录节日录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §9-1 电场 电场强度 4、电荷守恒定律 5、电荷量子化 在一孤立系统内，该系统具有正负电量的代数和保持不变。 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=1.60×10－19库仑） 的整数倍，即 q=ne n=1，2，3.。 6、电荷运动不变性 系统的电量与其运动状态无关。 x 电量为Q 电量为Q x’ +
$9-1电场电场强度库仑定律二1、真空中的库仑定律实验表明：真空中两静止点电荷之间的相互作用力与两电荷的电量的乘积成正比，而与它们距离的平方成反比。q2114241?F412rrr224元80F表示对的作用力，r表g对的失径，r表示径向上的单位失量。1k =比例系数4元808。 = 8.85 ×10-12 c-2 . N-1 . m-2真空中介电常数节口录章口录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §9-1 电场 电场强度 1、真空中的库仑定律 实验表明：真空中两静止点电荷之间的相互作用力与两电荷的电量的乘积 成正比，而与它们距离的平方成反比。 1 2 2 0 q q F k r r = F表示q1对q2的作用力，r表q2对q1的矢径，r0表示径向上的单位矢量。 1 2 2 0 0 1 4 q q r π r = 比例系数 0 1 4π k = 真空中介电常数 12 2 1 2 0 8.85 10 C N m − − − − = r q1 q2 F 二、库仑定律
$9-1电场电场强度讨论：（1）只适用于点电荷模型：对于带电体，则将其视为无穷多个点电荷，在依据力的叠加原理求和或积分。qiqF=ZF,=Z4元s。1qi9zroF（2）电介质（各向同性均匀无限大）中的库仑定律：124元8介质中的相对介质电常数&r介质中的介电常数：介质中的介电常数8=808节口录幸口录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §9-1 电场 电场强度 讨论： （1）只适用于点电荷模型：对于带电体，则将其视为无穷多个点电荷，在依 据力的叠加原理求和或积分。 2 0 1 4π i j j ij j q q F F r r = = （2）电介质（各向同性均匀无限大）中的库仑定律： 1 2 2 0 1 4 q q F r π r = 介质中的介电常数： r 介质中的相对介质电常数 ＝ 0 r 介质中的介电常数
$9-1电场电场强度三电场强度1、电场#带电体间的相互作用通过什么实现呢？（1）历史上的两种观点：超距作用一无须物质传递，作用速度无穷大，瞬间即达。近距作用一必须由物质传递，以有限速度传递。实验证明：电力作用是通过中介物质>电场来传递的电荷台日电场台电荷(2）场是物质存荐在的形式场亦具有质量、动量、能量等性质。场物质与实物质的区别：实物物质：不可入性，有静正质量场物质：可叠加性，无静止质量书日录幸口录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §9-1 电场 电场强度 1、电场 带电体间的相互作用通过什么实现呢？ 实验证明：电力作用是通过中介物质→电场来传递的 （2）场是物质存在的形式 （1）历史上的两种观点： 超距作用―无须物质传递，作用速度无穷大，瞬间即达。 近距作用―必须由物质传递，以有限速度传递。 电荷 电场 电荷 场亦具有质量、动量、能量等性质。 场物质与实物质的区别： 实物物质：不可入性，有静止质量 场物质：可叠加性，无静止质量 三 电场强度
$9-1电场电场强度（3）电场的外在表现☆带电体在电场中受到力的作用☆带电体在电场中移动时，电场力做功。☆处于电场中的介质一一将被极化电场如何度量？F导体一一产生静电感应2、电场强度X考察点（1）试验电荷测量电场强爽Tqo小电量，点电荷，用9表示，为方便起见，通常r用正电荷。点电荷受到的电力：场源11qqoqirrF=Z,R,=.4n67-= qoCDr4元→ F0节口录幸口录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §9-1 电场 电场强度 （3）电场的外在表现 2、电场强度 （1） 试验电荷测量电场强弱 点电荷受到的电力： 0 2 2 0 0 0 0 0 1 1 4π 4π i i i i i i i i q q q F F r q r r r = = = ☆ 带电体在电场中受到力的作用 ☆ 带电体在电场中移动时，电场力做功。 ☆ 处于电场中的 介质――将被极化 导体――产生静电感应 小电量，点电荷，用q0表示，为方便起见，通常 用正电荷。 r 场源 考察点 q0 F 电场如何度量？ F q0
$9-1电场电场强度（2）电场强度F与无关，反映了9o所在位置的电场的性质。q0静电场中某点的场强在数值上等于单位正电荷受到的场力，方向与正电荷在该点所受场力方向相同。F(N/C)E=10EE=E+E23、场强的叠加原理q2p依据力的叠加原理，可得电场的叠加原理：CE2FFiM-M"E:E?qoli=1qoi=1q1电场中某点的场强等于形成该场的各个场源电荷单独存在时在该处所产生的场强之矢量和。节口录幸口录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §9-1 电场 电场强度 （2）电场强度 静电场中某点的场强在数值上等于单位正电荷受 到的场力，方向与正电荷在 该点所受场力方向相同。 q0 F E = （N/C） q0 F 与q0无关，反映了q0所在位置的电场的性质。 3、场强的叠加原理 依据力的叠加原理，可得电场的叠加原理： = = = = = n i i n i i E q F q F E 0 1 0 1 电场中某点的场强等于形成该场的各个场源电荷单独存在时在该处所产生的 场强之矢量和。 E E1 E2 = + E2 q2 q1 E1 p
$9-1电场电场强度四、场强的计算1、点电荷在真空中的场强1qqoNo1qFEtro4元80qE=L144元80r4元qoqo思考：☆ r→00, E=? r-→0, E=00?E=0；E=o0（点电荷模型不成立）19Er☆在各向同性均勺无限大的电介质中14元8>qiE=★点电荷系产生的电场（场强叠加原理）4元8of=节口录章口录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §9-1 电场 电场强度 1、点电荷在真空中的场强 0 2 0 0 2 0 0 0 0 1 4π 4π qq r F q r E r q q r = = = 2 0 0 1 4π q E r r = 思考： ☆ r→∞，E=？ r→0，E=∞？ ☆ 在各向同性均匀无限大的电介质中 E=0 ；E=∞（点电荷模型不成立） 2 0 1 4π q E r r = ☆ 点电荷系产生的电场 2 0 1 4π 0 n i i i i q E r = r = （场强叠加原理） 四、场强的计算
$9-1电场电场强度2、1电荷连续分布的带电体的电场中的场强将其分割成点电荷系，求每个点电荷元的电场dEdqdErdq4元0dq然后对所有点电荷元求积分：E=rO004元80体：dq=pdV；面：dq=odS；线：d=adl五、电场力(1）带电体在匀强场中：（2）带电体在非匀强场中：F =(EdqF=qE节口录章口录上一页下一页
章目录 节目录 上一页 下一页 §9-1 电场 电场强度 2、 电荷连续分布的带电体的电场中的场强 将其分割成点电荷系，求每个点电荷元的电场 2 0 0 d d 4π q E r r = 然后对所有点电荷元求积分： 2 0 0 d Q 4π q E r r = 体：dq=dV；面：dq= dS；线：dq= dl dE V P dq Q （１） 带电体在匀强场中： F qE = （２）带电体在非匀强场中： d V F E q = 五、电场力