《大学物理》课程电子教案（PPT课件讲稿）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 对一个电容器来说,C越大,说明电容器 电场强度和电势。 的容纳电荷的本领越大 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<<n,) 21 2 21 12 库仑定律 919 12 SI制/1 898755×10N.m2C-2 4几E0 (E0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53×10m 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=9.1×10-3kge=1.6×10C mn=167×102kgG=667×10N.m2.ln2 =8.1×10-6N Aπ￡0 2 F =2.27×10 39 F m nm F=G=37×1047N g (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 、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 电场强度 E 0 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 r→>0E→>∞? q4兀Eor 20

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 40处总电场强度 FF E ∑ 0 goi q0 电场强度的叠加原理E=∑E q 4 8

（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 1 de de= 4 i8 r de e=dE= + 4T8jr 270 d >电荷体密度P q d >电荷面密度a=aq d s 电荷线密度 d l

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 电偶极矩(电矩)D=4e p t 讨论 (1)电偶极子轴线延长线上一点的电场强度 g 0 +q E X 2rn/2 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

第一节电场与电场强度 g o +q E x /27/2x q E 4兀60(x-70/2) 4兀60(x+0/2) 2xr e=E+E 4750(x2-2/4) x>> E P 4丌60x34兀6ox

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 07+ EK B r+=r=r=1y2+( ,=(/2+远)q+ X e=(/2i+y)/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