第八章靜止電荷的電場主要內(nèi)容描述靜電場的兩個(gè)基本物理量：電場強(qiáng)度和電勢靜電場的兩個(gè)基本定理：高斯定理和環(huán)流定理電勢與電場的關(guān)系

相對于觀察者為靜止的電荷稱為靜電荷。它在空間所產(chǎn)生的場為靜電場，它是電磁場的一種特殊狀態(tài)。重點(diǎn)討論真空中的靜電場。第八章靜止電荷的電場主要內(nèi)容相對于觀電相互作用庫侖定律靜電場穩(wěn)恒電場電場強(qiáng)度電通量高斯定理環(huán)路定理電勢靜電場的基本性質(zhì)與帶電粒子的相互作用導(dǎo)體的靜電平衡電位移矢量介質(zhì)中高斯定理電介質(zhì)極化電場能靜電力疊加原理電容結(jié)構(gòu)框圖電相互作用庫侖定律穩(wěn)恒電場電場強(qiáng)度電通量高斯定理環(huán)路定理電勢重點(diǎn)真空中的庫侖定律點(diǎn)電荷的概念電場強(qiáng)度矢量場強(qiáng)疊加原理難點(diǎn)電場強(qiáng)度矢量的計(jì)算（疊加法）重點(diǎn)§8.1靜電的基本性質(zhì)一、電荷的極性電荷的概念

把帶電體所帶的電稱為電荷。正電荷和負(fù)電荷物體帶電的方法++AB++AB++AB①、接觸起電（電荷的轉(zhuǎn)移，電子的轉(zhuǎn)移）②、感應(yīng)起電+AB-+C-+AB+C③、摩擦起電§8.1靜電的基本性質(zhì)一、電荷的極性物體帶電的方法++二、電荷的守恒性

在一個(gè)孤立的帶電系統(tǒng)中（即沒有凈電荷通過其界面），無論發(fā)生怎樣的物理過程，系統(tǒng)所具有的正負(fù)電荷電量的代數(shù)和總是保持不變?！姾傻氖睾愣呻姾傻倪\(yùn)動不變性

一個(gè)電荷的電量與它的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，即系統(tǒng)所帶電荷與參考系的選取無關(guān)。物體帶電的本質(zhì)

兩種物體間發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移。即一物體失去電子帶正電，另一物體得到電子帶負(fù)電。三、電荷的量子性電量

電荷的量子性密立根油滴實(shí)驗(yàn)二、電荷的守恒性四、庫侖定律電性力

同號電荷相斥，異號電荷相吸。這種相互作用稱為電性力。1785年

法國物理學(xué)家?guī)靵觯–.A.Coulomb）扭秤實(shí)驗(yàn)點(diǎn)電荷（理想模型）

當(dāng)帶電體的大小和帶電體之間的距離相比很小時(shí)，這種帶電體就可看作點(diǎn)電荷。（忽略其形狀和大?。┱婵罩械膸靵龆墒噶渴剑核摹靵龆烧婵罩械膸靵龆墒噶渴剑耗康模菏购竺娴拇罅侩姶艑W(xué)公式不出現(xiàn)因子。引入真空電容率(1986年推薦值)：目的：使后面的大量電磁學(xué)公式不出現(xiàn)因子。引入真空電容率P?q0q1???q2qN?Qdqq0?P②、帶電體------矢量積分①、點(diǎn)電荷系------矢量和(平行四邊形法則)庫侖力符合矢量疊加性那么電荷之間的作用是通過什么作用的呢？P?q0q1???q2qN?Qdqq0?P②、帶電體-§8.2電場和電場強(qiáng)度一、電場場論觀點(diǎn)（法拉第）

沒有物質(zhì)，物體之間的相互作用是不可能發(fā)生的。根據(jù)場論觀點(diǎn)：（1）特殊媒介物質(zhì)——電場相互作用電荷電荷電場電荷電荷電場激發(fā)電場力（2）電場力（3）電場是物質(zhì)的一種特殊形態(tài)，不僅存在于帶電體內(nèi)，而且存在于帶電體外，彌漫在整個(gè)空間?！?.2電場和電場強(qiáng)度一、電場根據(jù)場論觀點(diǎn)：相互作用電靜電場

靜止電荷周圍的電場稱為靜電場（該電荷稱為場源電荷）。（1）靜電場僅是電磁場的一種特殊形態(tài)。（2）電磁場與實(shí)物物質(zhì)一樣具有質(zhì)量、能量、動量等。（3）電磁場可同時(shí)在空間疊加。靜電場的重要表現(xiàn)用、來分別描述靜電場的上述兩項(xiàng)性質(zhì)（1）場中任何帶電體都受電場力作用—

動量傳遞（2）帶電體在電場中移動時(shí)，場對帶電體做功—能量傳遞(3)靜電場對放在其中的導(dǎo)體有感應(yīng)作用，對置于其中的電介質(zhì)有極化作用靜電場二、電場強(qiáng)度場源電荷：產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷系、或帶電體.引入試驗(yàn)電荷

——點(diǎn)電荷（電量足夠小，不影響原電場分布）定義：電場強(qiáng)度（場強(qiáng)）

電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度在量值上等于放在該點(diǎn)的單位正試驗(yàn)電荷所受的電場力，其方向與正試驗(yàn)電荷受力方向一致。二、電場強(qiáng)度定義：電場強(qiáng)度（場強(qiáng)）電場中一般情況：——（為空間矢量點(diǎn)函數(shù)。）單位（SI）：1、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)根據(jù)庫侖定律，有+q-q本章的重點(diǎn)一般情況：——（為空間矢量點(diǎn)函數(shù)。）單位（SI）：1、點(diǎn)電荷2、點(diǎn)電荷系的場強(qiáng)

設(shè)場源由

n

個(gè)點(diǎn)電荷組成，作用在場中某點(diǎn)P處試驗(yàn)電荷上的力為各點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的力的矢量和。場強(qiáng)疊加原理2、點(diǎn)電荷系的場強(qiáng)設(shè)場源由n個(gè)點(diǎn)電荷分量式：大小：方向：

點(diǎn)電荷系在某點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)，等于每一個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)分別產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和?！獔鰪?qiáng)疊加原理點(diǎn)電荷系的電場強(qiáng)度公式分量式：大小：方向：點(diǎn)電荷系在某點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)電荷體密度電荷面密度電荷線密度3、電荷連續(xù)分布帶電體的場強(qiáng)分布P電荷體密度電荷面密度電荷線密度3、電荷連續(xù)分布帶電體的場強(qiáng)分三.計(jì)算場強(qiáng)分布的基本方法由定義求.由高斯定理求.計(jì)算方法由點(diǎn)電荷公式和疊加原理求.由與的關(guān)系求.基本方法：已知場源電荷分布將帶電體看成許多點(diǎn)電荷的集合原則上可求出任意場源電荷的場強(qiáng)分布點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式和場強(qiáng)疊加原理三.計(jì)算場強(qiáng)分布的基本方法由定義求.由高斯定理求.計(jì)2.點(diǎn)電荷系1.點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式3.連續(xù)帶電體球?qū)ΨQ分布2.點(diǎn)電荷系1.點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式3.連續(xù)帶電體球?qū)ΨQ分布例1.電偶極子的電場是由電介質(zhì)極化，電磁波的發(fā)射、接收，中性原子間相互作用……總結(jié)出的理想模型.分子分子無外場電偶極子：相距很近的等量異號電荷描述其性狀－電偶極矩：例1.電偶極子的電場是由電介質(zhì)極化，電磁波的發(fā)射、接收，分求電偶極子軸線延長線上的場強(qiáng)A

的場強(qiáng)-qqlXAxo解：E+E-求電偶極子軸線延長線上的場強(qiáng)A的場強(qiáng)-qqlXAxo解：E計(jì)算電偶極子中垂線上任一點(diǎn)B的場強(qiáng)。

-qqlrBEBE+E-解：因?yàn)閞>>l所以計(jì)算電偶極子中垂線上任一點(diǎn)B的場強(qiáng)。-qqlrBEBE+E例2.均勻帶電細(xì)棒的電場。已知：電荷線密度場點(diǎn)求：

解：建立坐標(biāo)系取方向：與+x

夾角為大小：例2.均勻帶電細(xì)棒的電場。解：建立坐標(biāo)系取方向：與+x夾各電荷元在P點(diǎn)場強(qiáng)方向不同，應(yīng)該用分量積分：統(tǒng)一變量：各電荷元在P點(diǎn)場強(qiáng)方向不同，應(yīng)該用分量積分：統(tǒng)一變量：得：討論：對靠近直線場點(diǎn)如何？得：討論：對靠近直線場點(diǎn)如何？即理想模型—無限長帶電直線場強(qiáng)公式：練習(xí)：如圖所示已知：求：AB所受無限長帶電直線的力由對稱性可知場強(qiáng)方向垂直于帶電直線。即理想模型—無限長帶電直線場強(qiáng)公式：練習(xí)：如圖所示已知：解：建立如圖坐標(biāo).在AB上坐標(biāo)x處取電荷元無限長帶電直線在x處的場強(qiáng)dq受力大小：寫成矢量式：的指向取決于是同號還是異號.解：建立如圖坐標(biāo).在AB上坐標(biāo)x處取電荷元無限長帶電直線

例3.均勻帶電細(xì)圓環(huán)軸線上的電場求：已知：，場點(diǎn)例3.均勻帶電細(xì)圓環(huán)軸線上的電場求：已知：各電荷元在P

點(diǎn)方向不同，分布于一個(gè)圓錐面上，將分解為平行于x

軸的分量和在垂直于x

軸平面內(nèi)的分量由分布的對稱性可知各電荷元在P點(diǎn)方向不同，分布于一個(gè)圓錐面上，由討論：環(huán)心處討論：環(huán)心處例4、求均勻帶電圓盤軸線上任一點(diǎn)的電場。已知：q，R，xRrdr解：由例3均勻帶電圓環(huán)軸線上一點(diǎn)的電場xP例4、求均勻帶電圓盤軸線上任一點(diǎn)的電場。Rrdr解：由例3均討論：１.當(dāng)<<xR可視為點(diǎn)電荷的電場討論：１.當(dāng)<<xR可視為點(diǎn)電荷的電場２.當(dāng)xR>>無限大均勻帶電平面的場強(qiáng)，勻強(qiáng)電場２.當(dāng)xR>>無限大均勻帶電平面的場強(qiáng)，勻強(qiáng)電場ⅠⅡⅢ三個(gè)區(qū)域的電場強(qiáng)度E=？

用兩個(gè)平行帶電板靠近后，在兩極板之間就得到均勻電場，這就是獲得勻強(qiáng)電場的方法。ⅠⅡⅢ三個(gè)區(qū)域的電場強(qiáng)度E=？用兩個(gè)平行帶電板靠近后，在例4、無限大帶正電平面上有一個(gè)半徑為R的園洞，求平面外軸線上一點(diǎn)P的場強(qiáng)。PxR解：用挖補(bǔ)法所求P點(diǎn)的場強(qiáng)可認(rèn)為是無限大帶正電平面在P點(diǎn)產(chǎn)生場強(qiáng)