§2.電場(chǎng)強(qiáng)度1.場(chǎng)的概念，什么是電場(chǎng)？電場(chǎng)的基本性質(zhì)？2.電場(chǎng)強(qiáng)度是描寫(xiě)什么樣的一個(gè)物理量？3.什么是電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理？4.如何應(yīng)用疊加原理計(jì)算點(diǎn)電荷組、帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度。5.什么是電偶極子？電場(chǎng)庫(kù)侖力不是超距力電荷電荷電場(chǎng)場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式，或空間不同點(diǎn)上會(huì)取不同值的一種物理量－－溫度場(chǎng)T(x,y,z,t)－－標(biāo)量場(chǎng)，流動(dòng)液體中的速度場(chǎng)v(x,y,z,t)－－矢量場(chǎng)物質(zhì)性表現(xiàn)為具有能量、動(dòng)量和質(zhì)量等靜電場(chǎng)對(duì)外表現(xiàn)有以下重要性質(zhì)：處在電場(chǎng)中的任何帶電體都受電場(chǎng)的作用力——電場(chǎng)力；帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)帶電體做功。幾何線度足夠??；電量足夠小。電場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)電荷q0>0：電場(chǎng)對(duì)位于不同地點(diǎn)的試探電荷所施的電力大小和方向都可能不同.q0的電量不變，位置不同q0的電量不同，位置不變描寫(xiě)電場(chǎng)強(qiáng)弱程度的物理量定義電場(chǎng)強(qiáng)度：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不同場(chǎng)點(diǎn)受力大小、方向一般不同同一場(chǎng)點(diǎn)F隨q0增大，但比值確定靜電場(chǎng)中任一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度，等于單位正電荷2.矢量場(chǎng)：空間坐標(biāo)的矢量函數(shù)qq0A

B圖1.1點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)1.SI制單位：NC-1，或V·m-1[例]：求點(diǎn)電荷q

的場(chǎng)強(qiáng):在該點(diǎn)處所受的電場(chǎng)力。（含大小和方向）討論：三.場(chǎng)強(qiáng)疊加原理點(diǎn)電荷系或受力其中可寫(xiě)成或點(diǎn)電荷組所產(chǎn)生的電場(chǎng)在某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)所產(chǎn)生的電場(chǎng)在該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的矢量疊加?！獔?chǎng)強(qiáng)疊加原理四.場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)的定義；庫(kù)侖定律；場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。依據(jù)：點(diǎn)荷系的場(chǎng)：點(diǎn)電荷的場(chǎng)：連續(xù)帶電體的場(chǎng)：【例1】:電偶極子（參見(jiàn)圖1.2）兩點(diǎn)電荷+q和-q，相距

l，的方向由-q指向+q，當(dāng)考察點(diǎn)至兩電荷的距離r>>l

時(shí)，兩點(diǎn)電荷可視為一電荷對(duì)，稱為電偶極子。是極軸;定義電偶極矩：（簡(jiǎn)稱電矩），圖1.2電偶極子點(diǎn)電荷系的場(chǎng)+q-qPO求電偶極子的場(chǎng)強(qiáng)。場(chǎng)點(diǎn)P在的延長(zhǎng)線上（參見(jiàn)圖1.2）【解】:

則總場(chǎng)強(qiáng)因則故或+q-qPO圖1.3電偶極子場(chǎng)點(diǎn)P在的中垂線上（參見(jiàn)圖1.3）【解】:

總場(chǎng)強(qiáng)因則故或+q-qPα而得將分別沿著和垂直于方向分解?！窘狻浚河蓤D1.4場(chǎng)點(diǎn)P在遠(yuǎn)處任一位置則【注】：因，圖1.4電偶極子計(jì)算-q+qP場(chǎng)強(qiáng)的方向：近似：場(chǎng)強(qiáng)的大?。浩渲袨榕c的夾角圖1.4-q+qP【討論】：電偶極子的電場(chǎng)總電偶極矩的場(chǎng)等于各分電矩場(chǎng)的矢量和。P圖1.5分解電矩求電場(chǎng)參見(jiàn)圖1.5而延長(zhǎng)線上的電場(chǎng)中垂線上的電場(chǎng)【注】：結(jié)果與按兩點(diǎn)電荷的場(chǎng)疊加方法相同。電偶極子的電場(chǎng)線連續(xù)電荷的場(chǎng)取電荷元：

電荷元產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)：連續(xù)電荷產(chǎn)生的總場(chǎng)強(qiáng)：【注】：三種電荷密度、和可以是常量，也可以是變量。該式是矢量積分，具體計(jì)算時(shí)，要化成標(biāo)量積分[例2-1]求均勻帶電棒中垂面上的場(chǎng)強(qiáng)分布，設(shè)棒長(zhǎng)為2l，帶電總量為q。微元法步驟:取微元對(duì)稱性分析積分討論

1.取微元方向如圖2.對(duì)稱性分析3.積分

4.討論

思考：若上題中求的不是中垂面上的場(chǎng)強(qiáng)

Ez=0電荷線密度為,【例2－2】:

均勻直線電荷的電場(chǎng)yx

prO.圖1.6直線電荷的場(chǎng)【討論】:對(duì)直線電荷直線長(zhǎng)時(shí),即

10,

2

yx

prO.圖1.6由無(wú)限長(zhǎng)直線電荷的場(chǎng)，可推出無(wú)限大平面電荷的場(chǎng)。由無(wú)限長(zhǎng)直線電荷的場(chǎng)推導(dǎo)無(wú)限大平面電荷的場(chǎng)。設(shè)電荷面密度σ,場(chǎng)點(diǎn)距平面a,如圖1.7,電荷元線密度λ=σdy利用長(zhǎng)直電荷的結(jié)果，有利用對(duì)稱關(guān)系，可只考慮方向xdydEdExdEyyaθ圖1.7大平面電荷推廣示例【例3】：求均勻圓電荷軸線上任一點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)。【解】：設(shè)電量q，圓環(huán)半徑為a，場(chǎng)點(diǎn)距圓心y，由對(duì)稱性可知，總電場(chǎng)沿y方向，所以總電場(chǎng)圖1.8圓電荷的場(chǎng)ydldExdEdEyθ而電荷元其場(chǎng)強(qiáng)則電荷線密度而則用矢量表示【討論】：

y>>a（點(diǎn)電荷）

Y=0時(shí)，E=0上下對(duì)稱【例4】：求均勻圓盤(pán)電荷軸線上的場(chǎng)強(qiáng)，見(jiàn)圖1.9【解】：設(shè)電荷面密度σ，圓盤(pán)半徑R，點(diǎn)距圓心yrdry圖1.9圓盤(pán)電荷取圓電荷元用上題結(jié)果則【討論】：令R→∞，則得無(wú)限大平面電荷