文档介绍：第6章 静电场
§ 电场强度
一、 库 仑 定 律
电荷: 物体所含有能吸引小物体性质, 说它有了电荷。
自然界中只存在两种电荷; 同种电荷相互排斥, 异种电荷相互吸引。
正电荷: 用丝绸摩擦过玻璃棒所带电荷叫正电荷。
负电荷: 用毛皮摩擦过硬橡胶棒所带电荷叫负电荷。
带电体: 带电物体
电量q: 物体所带电荷数量多少。
电荷“量子性”: 任何带电体电荷全部只能是某一基础单位整数倍。 基础单位就是一个电子所带电荷, 叫电子电荷。
e = (49)×10-19C
q = ne
电荷守恒定律: 在一个和外界没有电荷交换系统内, 正负电荷代数和在任何物理过程中一直保持不变。
***说明***量子化、 基础单位C、 粒子和反粒子带等量异号电荷、 相对论性不变量
点电荷: 带电体本身几何线度比带电体之间距离小得多。
库仑定律:
1）两个点电荷间静电力大小相等而方向相反, 而且沿着她们联线; 同号电荷相斥, 异号电荷相吸。
2）静电力大小和各自电量q1 及q2 成正比, 和距离r 平方成反比,
百分比系数K 由试验测出 K ≈ 9×109牛顿•米2/库仑2
ε0≈ ×10-12库仑2/牛顿•米2
库仑定律矢量形式
说明:
1)电荷为可正可负代数量, 矢量形式同时反应了静电力大小及方向。
2)定律成立条件: 真空中, 点电荷, 静止。
3）库仑力是关键作用力, 属强力;
空间中有两个以上点电荷时, 作用于每一电荷上总静电力等于其它点电荷单独存在时作用于该电荷静电力矢量和。
例题1经典氢原子模型中质子和电子之间库仑力和万有引力,
二、 电场和电场强度
电场: 电荷周围整个空间存在一个特殊物质
电场力: 电场对处于其中任何其它电荷作用力。 这是电场基础性质。
静电场: 相对于观察者静止电荷所激发电场。
1、 试探电荷:
1）它几何线度充足小, 能够看成点电荷, 方便确定空间中各点电场性质;
2）它电量要足够小, 使得它置入不至于引发原有电荷重新分布。
点电荷Q静电场:
在某一场点（电场中所要研究点）放一静止试探电荷q, 由库仑定律, q所受电场力
同一场点, 试探电荷电量大小不一样, 全部电场力大小也不一样, 但力方向不变。
同一场点, 电场力F和试探电荷q 比值 F/q 是一个大小和方向全部不变矢量, 和试探电荷无关, 反应电场本身性质。
2、 电场强度:
说明:
1) 其大小等于单位电荷在该点所受电场力大小, 其方向和正电荷在该点所受电场力方向相同。
2）电场是一个矢量场, 矢量场是空间坐标矢量函数, 叫矢量点函数。
3）通常: 空间中不一样点场强, 大小方向全部不一样。
4）匀强电场（均匀电场）, 空间各点场强大小方向全部相同。
5）电场强度国际单位: 牛顿/库仑 （或伏特/米）
3、 电场强度迭加原理
电场由n个点电荷（点电荷组）激发时, 空间某点总场强等于每个点电荷单
独存在时所激发电场在该点强度矢量和。
三、 电场强度计算
点电荷Q激发场强
讨论: 1）Q 〉0, E沿r方向, Q 〈 0, E沿-r方向。
2）Q 一定时, E 大小只和r相关, 以Q 为中心球面上, 场强大小相等, 球对称。
3）E 大小随r增大按平方反比率减小, r →∞, E→0,
点电荷组激发场强
电荷连续分布带电体激发场强
1）体分布: 电荷连续分布于某一体积中
电荷体密度ρ: 单位体积内电荷。
在带电体中某点周围取一小体元△τ, 设△τ内电量为△q
为该点电荷体密度, ρ为标量点函数。
将带电区域分为很多小体元dτ, 每个dτ看作电量为ρdτ点电荷, 它在场点p激发元场强为
据迭加原理, 整个带电区域在p点激发总场强
（积分遍布整个带电区域）2）面分布: 电荷连续分布于某一薄层内（面上）
电荷面密度σ: 单位面积内电荷
电荷元σdS 激发场强
整个带电曲面激发场强
（积分遍布整个带电曲面）
3）线分布: 电荷连续分布于某一曲线上
电荷线密度η: 单位长度内电荷
电荷元ηdS 激发场强
整条带电曲线激发场强
（积分遍布整条带电曲线）
解题方法: ①建立