1、1静静 电电 场场第第 九九 章章2教学基本要求教学基本要求 一一 掌握掌握描述静电场的两个基本物理描述静电场的两个基本物理量量电场强度和电势的概念，理解电场电场强度和电势的概念，理解电场强度强度 是矢量点函数，而电势是矢量点函数，而电势V 则是标量则是标量点函数点函数.二二 理解理解静电场的两条基本定理静电场的两条基本定理高斯定理和环路定理，明确认识静电场是高斯定理和环路定理，明确认识静电场是有源有源场和场和保守保守场场.E3 三三 掌握掌握用点电荷的电场强度和叠加用点电荷的电场强度和叠加原理以及高斯定理求解带电系统电场强度原理以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法；能用电场强度与电势梯度的
2、关系的方法；能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度求解较简单带电系统的电场强度.四四 了解了解电偶极子概念，能计算电偶电偶极子概念，能计算电偶极子在均匀电场中的受力和运动极子在均匀电场中的受力和运动.5-0 5-0 教学基本要求教学基本要求4电荷的量子化电荷的量子化1 种类种类:4 电荷的量子化电荷的量子化:2 性质性质:正电荷，负电荷正电荷，负电荷库仑库仑（C）同种相斥，异种相吸同种相斥，异种相吸3 单位单位:C10602.119e)321(,nneq5电荷守恒定律电荷守恒定律 不管系统中的电荷如何迁移，系统的不管系统中的电荷如何迁移，系统的电荷的代数和保持不变电荷的代数和
3、保持不变.（自然界的基本守恒定律之一）（自然界的基本守恒定律之一）6库仑库仑 (C.A.Coulomb 1736 1806）法国物理学家，法国物理学家，17851785年通过年通过扭秤实验扭秤实验创立创立库库仑定律仑定律,使电磁学的研使电磁学的研究从定性进入定量阶段究从定性进入定量阶段.电荷的单位库仑以他的电荷的单位库仑以他的姓氏命名姓氏命名.71q2q 库仑定律库仑定律212120mNC1085.8为为真空电容率真空电容率0122014q qFrrr 点电荷：点电荷：抽象模型抽象模型0r受受 的力的力1q2q80122014q qFrr221041rqqF 大小：大小：方向：方向：1q2q和
4、和 同号相斥，异号相吸同号相斥，异号相吸.1q2qr0r9静电场静电场静电场静电场:静止电荷周围存在的电场静止电荷周围存在的电场电电 荷荷电电 场场电电 荷荷物物 质质实物实物场场10电场强度电场强度1 试验电荷试验电荷 点电荷点电荷 电荷足够小电荷足够小2 电场强度电场强度0qFEQ 场源电荷场源电荷F试验电荷试验电荷0q11 单位单位:11mVCN,和和试试验电荷无关验电荷无关 0qFE 电荷电荷q受电场力受电场力:EqF 定义定义:单位正试验电荷所受的电场力单位正试验电荷所受的电场力Q 场源电荷场源电荷F试验电荷试验电荷0q12点电荷电场强度点电荷电场强度E+E-0 QPr002014
5、QqFrrF0q20 41rQE 020014 FQErq rE13电场强度叠加原理电场强度叠加原理iiFF002014iiiiq QFrriiqFqFE00 点电荷点电荷系的电场系的电场1Q2Q3Q1F2F3F1r01r2r02r03r3r0qP02014iiiiiiQEErr1E2E3E3E140201dd4qEr r 电荷连续分布的电场电荷连续分布的电场0201dd4rEEq r电荷电荷体体密度密度 Vqdd 0201d4VrEVrPEdrqd+15Sqdd 0201d4SrESr电荷电荷面面密度密度 0201dd4qEr r 电荷连续分布的电场电荷连续分布的电场0201dd4rEEq
6、r+PqdEdr16电荷电荷线线密度密度 lqdd 0201d4 lrElr0201dd4 qEr r 电荷连续分布的电场电荷连续分布的电场0201dd4 rEEq rPl dEdr17电偶极矩电偶极矩(电矩电矩)pql电偶极子的电场强度电偶极子的电场强度电偶极子的轴电偶极子的轴lqq+l-18（1）轴线延长线上一点的电场强度轴线延长线上一点的电场强度2014(2)qEix l2014(2)qEix l222024(4)qxlEEEixlxOx2l2l.E EA.q+q-19xl30124lqEix30241xp222024(4)qxlEixlxOx2l2l.A.q+q-E20（2）轴线中垂线
7、上一点的电场强度轴线中垂线上一点的电场强度02014qEr r02014qEr r22()2lrrry 3041rpEEE0ry 3041ypEqOx0r.yB0r0rrr+-E.EEqy21 例例1 1 正电荷正电荷q均匀分布在半径为均匀分布在半径为R的圆环的圆环上上.计算通过环心点计算通过环心点O并垂直圆环平面的轴并垂直圆环平面的轴线上任一点线上任一点P处处的电场强度的电场强度.xPoxxR22lqdd解解Rq220d41drlE23220)(4Rxqxrxrl204dRlrx2030d4xPoxxREdxEdl dEdrEEExdddllEEExcosdd故故0lEEd由于由于23Rx（1）20 4xqE 0 x（2）0Eo23220)(4RxqxE0ddxE（3）Rx22R22R22Eox讨讨 论论xPoxxR24 例例2 有一半径为有一半径为R，电荷均匀分布的薄圆，电荷均匀分布的薄圆盘，其电荷面密度为盘，其电荷面密度为.求通过盘心且垂直求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度盘面的轴线上任意一点处的电场强度.xPxoR25rrqd2d解解23220)(4ddrxqxEx23220)(d2rxrxrxEEd2/Rq)11(22220RxxxPxox2/122)(rx rdrR26xPxoRx 02ERx 204xqE 讨讨 论论)11(22220RxxxER
