§7-1物質的電結構庫侖定律一、電荷的性質1.正負性2.量子性蓋爾曼提出夸克模型:3.守恒性在一個孤立系統(tǒng)中總電荷量是不變的。即在任何時刻系統(tǒng)中的正電荷與負電荷的代數(shù)和保持不變，這稱為電荷守恒定律。4.相對論不變性電荷的電量與它的運動狀態(tài)無關

二、庫侖定律1.點電荷(一種理想模型)

當帶電體的大小、形狀與帶電體間的距離相比可以忽略時,就可把帶電體視為一個帶電的幾何點。2.庫侖定律

處在靜止狀態(tài)的兩個點電荷之間相互作用力的大小，與每個點電荷的電量成正比，與兩個點電荷間距離的平方成反比，作用力的方向沿著這兩個點電荷的連線。(同號相斥,異號相吸)(一種理想模型)

o稱為真空中的介電常數(shù)，又稱為真空中的電容率q1q2力的大小例1、在氫原子中，電子與質子的距離約為5.2910-11m。求它們之間的萬有引力和靜電力。解：（已知：M=1.6710-27kg,G=6.6710-11N·m2·kg-2，m=9.1110-31kg）§7-2靜電場電場強度一、電場電場：電荷周圍存在著的一種特殊物質。電荷電場電荷靜電場：

靜止電荷所產(chǎn)生的電場電場的兩個重要性質：力學性質：電荷在電場中要受到電場力的作用。能量性質：電場力對電荷有作功的本領。二、電場強度試驗電荷：（1）點電荷（2）電量足夠小Q電場中各處的力學性質不同。結論：實驗1、在電場的不同點上放同樣的試驗電荷qo實驗2、在電場的同一點上放不同的試驗電荷結論：F11F22F33電場強度定義：單位：N·C-1或V/m1）、電場強度的大小為F/qo。2）、場強的方向為正電荷在該處所受電場力的方向。3）、若不放檢驗電荷,該處的場強還存在。例：電偶極子在均勻電場中所受的作用。解:電偶極子在均勻外電場中所受的合外力

–q+q已知外電場中某點的場強,則該點處一點電荷q所受的靜電力為:*帶電粒子在外電場中所受的作用三、電場強度疊加原理場強疊加原理：點電荷系電場中某點的場強等于各點電荷單獨存在時在該點場強的矢量和。FnF3F2F1FPqoqnq1q2q3四、電場強度的計算1、點電荷的場強：Fqqor2、點電荷系的場強根據(jù)場強疊加原理：點電荷系的場強：EnE3E2E1Eqnq1q2q3Pqornr1r2r33、電荷連續(xù)分布帶電體的場強dq電荷元dq在P點的場強：帶電體在P點的場強：Pr體電荷：線電荷：面電荷：大小注意:矢量積分應分解到各方向上進行積分例1、計算在電偶極子延長線上任一點A的場強。解：-qqlrAroE+E-例2、計算電偶極子中垂線上任一點B的場強。

-qqlrBEBE+E-解：因為r>>l所以方向與p反向例3、真空中有均勻帶電直線，長為L，總電量為Q。線外有一點P，離開直線的垂直距離為a，P點和直線兩端連線的夾角分別為

1和

2。求P點的場強。（設電荷線密度為）解：電荷元：dq=dxxyo

1

2aPdxxdEdExdEy

rxayP

1

2o

dxxdEdExdEyr無限長帶電直線：

1=

0，

2=（a<<L）

a>>L

桿可以看成點電荷討論：P例4、電荷q均勻地分布在一半徑為R的圓環(huán)上。計算在圓環(huán)的軸線上任一給定點P的場強。解：xxRr

dE圓環(huán)上電荷分布關于x軸對稱

dEX(1)當

x=0（即P點在圓環(huán)中心處）時，

(2)當

x>>R

時

可以把帶電圓環(huán)視為一個點電荷

討論PxxRr

dE面密度為

的圓板在軸線上任一點的電場強度

解rOPx例R(2)當R>>x

，圓板可視為無限大薄板(3)E1E1E1E2E2E2(1)補償法Opx討論Ox桿對圓環(huán)的作用力qL解R例已知圓