§2.电场 电场强度

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1、§2.静电场实验证实了两静止电荷间存在相互作用的静电力，但其相互作用是怎样实现的？电荷电场电荷场是一种特殊形态的物质实物物质场1补充：什么叫做场？如果在全部空间或部分空间里的每一点，都对应着某个物理量的一个确定值，就说在在这个空间里确定了该物理量的场。如果这个物理量是标量，就称这个场为标量场；如果这个物理量是矢量，就称这个场为矢量场。用数学的语言来说，我们面对的是一个空间位置的标量函数或矢量函数，这就是数学意义下的“标量场”和“矢量场”。22.1电场任何电荷都在自己周围的空间激发电场基本性质:电场

2、对于处在其中的任何其它电荷都有作用力，称作电场力。电场力对移动电荷作功电荷与电荷之间是通过电场发生相互作用的3实验和实践证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在电磁场具有自己的运动规律电磁场和实物(即由原于、分子等组成的物质)一样具有能量、动量等属性电磁场是物质的一种形态。静电场——相对于观察者静止的电荷在其周围空间产生的电场42.2电场强度矢量线度足够地小——场点确定；电量充分地小——不至于使场源电荷重新分布。1、试探（验）电荷2、用试探电荷测场强不同地点的电场强度电场对位于不同地点的试探电荷所施

3、的电力大小和方向都可能不同5电场中任一固定点的场强对于电场中的固定点来说，比值是一个无论大小和方向都与试探电荷无关的矢量，它是反映电场本身性质的。把它定义为电场强度，简称场强．表示为3、电场强度的定义6单位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。电荷在电场中受力（试探电荷为点电荷、且足够小,故对原电场几乎无影响）：场源电荷：试探电荷72.3电场强度的计算1.点电荷的场强公式根据库仑定律和场强的定义*球对称由库仑定律由场强定义讨论*从源电荷指向场点*场强方向

4、：正电荷受力方向由上述两式得*点电荷的电场强度问92.场强叠加原理任意带电体的场强（1）如果带电体由n个点电荷组成，如图由电力叠加原理由场强定义整理后得或根据电力叠加原理和场强定义由力的叠加原理得所受合力点电荷对的作用力故处总电场强度电场强度的叠加原理11(2)电荷连续分布情况电荷体密度点处电场强度12电荷面密度电荷线密度13*电荷的连续分布电荷的体密度：单位体积内的电荷电荷的面密度：单位面积内的电荷电荷的线密度：单位长度内的电荷14例1电偶极子的场电偶极子由一对靠得很近的等量异号点电荷构成的带电体

5、系一般方法：点电荷场叠加电偶极矩（电矩）例1电偶极子的电场强度电偶极子的轴讨论（1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度1617（2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度根据对称性可知1819电偶极子讨论特殊情况连线上，正电荷右侧一点P的场强垂直连线上的一点*的推导从出发由图电偶极子电场线24例题2求均匀带电细棒中垂面上的场强分布。设棒长为2l，带电总量为q。解：采用微元法*取微元*对称性分析*积分（先投影，再积分！）*讨论*建立合适的坐标系251.建立如图所示的坐标系方向如图3.对称性分析2.

6、取微元（任取！）264.积分（选择合适的积分变量，并并统一积分变量；定积分的上下限；积分）275.讨论*与无限长均匀带电棒相距r处的场强——具有轴对称性：大小：相同的r处，E相同；方向：？*思考：若上题中求的不是中垂面上的场强Ez=0?28由对称性有解例3正电荷均匀分布在半径为的圆环上.计算在环的轴线上任一点的电场强度.291.建立如图所示的坐标系方向如图3.对称性分析2.取微元（任取！）3031讨论（1）（点电荷电场强度）（2）（3）32例题3求均匀带电圆环轴线上的场强分布，设圆环半径为a，带电总

7、量为Q。解：1）建立坐标系如图所示2）取微元333）对称性分析y方向投影，抵消，Ey=0x方向，同向4）求积分34讨论：当x>>a时思考：*求均匀带电圆盘轴线上一点的场强，如何取微元？（讲义：P12-13）*正方形带电线框中垂线上一点的场强？*长方形带电板中垂线上一点的场强？这就是点电荷的电场35例3均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度.有一半径为,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.解由例33637（点电荷电场强度）讨论无限大均匀带电平面的电场强度38