真空中静电场.ppt

一 静电场,二 电场强度,1 试验电荷,点电荷 电荷足够小,2 电场强度,单位:,和试验电荷无关,电荷q受电场力:,定义:单位正试验电荷所受的电场力,三 点电荷电场强度,球对称电场！,四 电场强度叠加原理,点电荷系的电场,点电荷系：当空间存在多个点电荷q1、q2、q3时，这样的系统称为点电荷系,场强叠加原理,点电荷系在某点所产生的电场强度等于各点电荷单独存在时所产生的电场在该点的场强的矢量迭加。,电偶极矩(电矩),例2 电偶极子的电场强度,+,-,电偶极子的轴,电偶极子：相距l(很近)的一对带等量异号的点电荷构成的系统,（1）轴线延长线上一点的电场强度,.,.,+,-,E p,E在远处不变,是描述电偶极子属性的物理量,若 p=ql 保持不变,（2）轴线中垂线上一点的电场强度,.,+,-,.,.,+,-,.,电荷连续分布的电场,将带电体看成是许多电荷元dq 的集合，每一电荷元dq在P点产生的元场强为,矢量积分,电荷体密度,电荷面密度,+,电荷线密度,可利用“对称性”，根据带电体的对称性，分析某分量积分是否为零。,例1 正电荷q均匀分布在半径为R的圆环上.计算通过环心点O并垂直圆环平面的轴线上任一点P处的电场强度.,解,由对称性可知,（1），可看作点电荷,（2）,（3）,讨 论,例2 有一半径为R，电荷均匀分布的薄圆盘，其电荷面密度为.求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度.,解,讨 论,均匀带电无限大平面所激发的电场与距离x无关，为匀强电场，在平面两侧各点场强大小相等，方向都与平面相垂直。,无限大均匀带电平面外的电场,在远场点看带电体都将其视为点电荷。,例3.无限大均匀带电平面中间有一圆孔，求轴上=？,两种方法,圆环,相减法,21,无限大带电平面 带电圆盘,例4 电荷均匀分布在一根长直细棒上，此棒电荷线密度为。试计算距细棒垂直距离为x的P点的场强。已知细棒两端和P点的连线与X轴的夹角分别为1和2。,解：取如图坐标系,当 L(或L x),如电量为正，场强背离直线，如电量为负，则场强指向直线。,+,柱对称电场！,例5 一半径为R 的半球壳，均匀地带有电荷，电荷面密度为，求球心处电场强度的大小.,由几何关系,o,x,解:建立如图所示的坐标系。将半球面分割为无数半径不等、与x轴垂直的细圆环，图中圆环面积为,在O点产生的电场强度为,球心处的场强,x轴负向,例6 一带电细线弯成半径为R的圆环，电荷线密度为，式中 为一常数，为半径R与 轴的夹角。试求环心O处电场强度。,解：在圆环上任取一段,方向沿 轴负向,点电荷电偶极子无限长带电线(柱面 柱体）无限大带电面,r d,r l,r L,r d,条件 带电体 P场点,电 场叠加,点电荷,直导线 柱面 柱体,大平板,基本要求,基本概念：电场 电场强度难点和重点：已知电荷分布，求电场分布。理论基础：点电荷电场+场强叠加原理。基本习题：一段圆弧在圆心处 均匀带电圆环轴线上 带电直线延长线上 以上图形组合,电场基本习题：线带电体看作点电荷叠加（1）带电直线在其延长线上一点；（2）带电圆弧在其圆心处一点；（3）均匀带电圆环在其轴线上一点（4）及其组合.,常用公式：点电荷场强公式 均匀带电无限长直线 均匀带电无限大平面 均匀带电圆环轴线上,1.由 是否能说，与 成正比，与 成反比？,讨论,2.一总电量为Q0的金属球，在它附近P点产生的场强为Eo。将一点电荷q0引入P点，测得q实际受力F与 q之比为E，是大于、小于、还是等于P点的 Eo?,练习1.计算半径为R均匀带电量为q 的半圆环中心o点的场强。,练习2长为l 均匀带电直线，电荷线密度为，求：如图所示P点（在直线延长线上）的电场强度,作业：1011春大学物理二静电场部分习题 2，3，4，5，6,练习1.计算半径为R均匀带电量为q 的半圆环中心o点的场强。,dq,dq,解：在坐标 x 处取一个电荷元dq,该点电荷在 p 点的场强方向如图所示大小为,练习2在直线延长线上的电场强度,各电荷元在 p 点 的场强方向一致 场强大小直接相加,