同济大学：《大学物理》课程教学课件（PPT讲稿）第5章 静电场

电磁学

第五章 静电场

第五章 静电场

35-1电荷库仑定律 5-1-11 电荷 带电现象：物体经摩擦 后对轻微物体有吸引作 用的现象。 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

§5-1 电荷 库仑定律 5-1-1 电荷 带电现象：物体经摩擦 后对轻微物体有吸引作 用的现象。 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。 电荷量：物体带电荷的多少。 ne n=1,2,3,. 电荷量单位：库仑(C) 元电荷量： e=1.602×10-19C

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。 电荷量：物体带电荷的多少。 q = ne n = 1，2，3，. 元电荷量： 1.602 10 C −19 e =  电荷量单位： 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。 5-1-2库仑定律 悬绍 真空中的库仑定律： 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 带电荷量q1和q2的乘积成正比， 与它们之间的距离r的平方成反 刻度 比。作用力F的方向沿它们的连 线方向，同号相斥，异号相吸

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。 5-1-2 库仑定律 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 带电荷量 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：

F= 4π6r :真空中的介电常数 (真空中的电容率) 6=8.85×102N-m2C2

r e r q q F   2 1 2 π 0 4 1  =  0：真空中的介电常数 （真空中的电容率） 12 1 2 2 0 8.85 10 N m C − − −  =  q1 q2 r  r e  F  F 

例1在氢原子中，电子与质子的距离约为5.3×10-1m。 求它们之间的万有引力和静电力。 (已知：mp=1.67×10-27kg,G=6.67×10-Nm2-kg2, m。=9.11×10-31kg） 解： e (1.6×10-19)2 N=8.23×10-8N 4π8T2 4rx8.85×10×5.3x10- E。=Gm,=667×101.67x107×911x1031 2 53×10月 =3.64×10-47N F/E=2.27×109

例1 在氢原子中，电子与质子的距离约为5.310-11 m。 求它们之间的万有引力和静电力。 解： ( ) N 8.23 10 N 4π 8.85 10 5.3 10 (1.6 10 ) 4π 1 8 2 1 2 1 1 1 9 2 2 2 0 e − − − − =       = = r e F  39 Fe FG = 2.2710 2 e p G r m m F = G （已知： mp =1.6710-27 kg , G = 6.6710-11 N·m2·kg-2 ， me = 9.1110-31 kg） 3.64 10 N −47 =  ( ) 2 1 1 2 7 3 1 1 1 5.3 10 1.67 10 9.11 10 6.67 10 − − − −     = 

§5-2 电场 电场强度 5-2-1 电场 电场：电荷周围存在着的一种特殊物质。 电荷 二 电场 二 电荷 静电场：静止电荷所产生的电场

§5-2 电场 电场强度 5-2-1 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 电场 电荷

5-2-2电场强度 试验电荷：（(1)点电荷； (2)电荷量足够小 1.在电场的不同点上 放同样的试验电荷q0 结论：电场中各处的力 学性质不同。 2.在电场的同一点上 放不同的试验电荷 结论： 恒矢量 90

试验电荷： （1）点电荷；（2）电荷量足够小 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q0 2. 在电场的同一点上 放不同的试验电荷 = 恒矢量 0 q F  结论： F 3 q3 F1 q1 F2 q2 Q 5-2-2 电场强度

电场强度定义： 单位：NC1 1.电场强度的大小为F1qo。 2.电场强度的方向为正电荷在该处所受电场 力的方向。 =gE

电场强度定义： q0 F E   = 单位：N·C-1 1. 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。 F qE   =