大学物理电场和电场强度.ppt
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2020 3 31 9 2电场和电场强度 9 2 1电场 后来 法拉第提出近距作用 并提出力线和场的概念 早期 电磁理论是超距作用理论 电场是物质存在的一种形态 它分布在一定范围的空间里 并和一切物质一样 具有能量 动量 质量等属性 电场的特点 1 对位于其中的带电体有力的作用 2 带电体在电场中运动 电场力要做功 2020 3 31 9 2 2电场强度 1 试验电荷q0 带电量足够小 点电荷 例 将同一试验电荷q0放入电场的不同地点 q0所受电场力大小和方向逐点不同 电场中某点P处放置不同电量的试验电荷 所受电场力方向不变 大小成比例地变化 电场力不能反映某点的电场性质 2020 3 31 比值与试验电荷无关 仅与该点处电场性质有关 2 电场强度E 电场中某点的电场强度E的大小 等于单位试验电荷在该点所受到的电场力的大小 其方向与正的试验电荷受力方向相同 单位 牛顿 库仑 N C 或伏特 米 V m 2020 3 31 9 2 3点电荷与点电荷系的电场强度 1 点电荷的电场强度 试验电荷q0所受的电场力为 由场强的定义可得场强为 点电荷的场强 1 的大小与q成正比 与r2成反比 2 的方向取决于q的符号 讨论 2020 3 31 点电荷的电场是辐射状球对称分布电场 2020 3 31 2 点电荷系的电场强度 设空间电场由点电荷q1 q2 qn激发 则各点电荷在P点激发的场强分别为 P点的总场强为 点电荷系在某一点产生的场强 等于每一个点电荷单独存在时在该点分别产生的场强的矢量和 电场强度叠加原理 2020 3 31 3 连续分布的任意带电体场强 整个带电体在P点产生的总场强为 在带电体上任取一个电荷元dq dq在某点P处的场强为 电荷线密度 电荷面密度 电荷体密度 2020 3 31 矢量积分步骤 1 选取坐标系 5 分别积分 6 写出合场强 4 根据几何关系统一积分变量 2 选积分元 写出 3 写出的投影分量式 2020 3 31 9 2 4电场强度的计算 例 电偶极子的场强 有两个电荷相等 符号相反 相距为l的点电荷 q和 q 它们在空间激发电场 若场点P到这两个点电荷的距离比l大很多时 这两个点电荷构成的电荷系称为电偶极子 由 q指向 q的矢量称为电偶极子的轴 称为电偶极子的电偶极矩 电矩 用表示 1 电偶极子轴线延长线上一点的电场强度 下面分别讨论 2 电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度 2020 3 31 解 1 延长线上 2020 3 31 2 中垂线上 2020 3 31 P 它在空间一点P产生的电场强度 P点到杆的垂直距离为a 解 dq r 由图上的几何关系 2 1 例 长为L的均匀带电直杆 电荷线密度为 求 2020 3 31 1 a L杆可以看成点电荷 讨论 2 无限长带电直线 2020 3 31 圆环轴线上任一点P的电场强度 R P 解 dq r 例 半径为R的均匀带电细圆环 带电量为q 求 圆环上电荷分布关于x轴对称 x 2020 3 31 1 当x 0 即P点在圆环中心处 时 2 当x R时 可以把带电圆环视为一个点电荷 讨论 2020 3 31 求面密度为 的带电薄圆盘轴线上的电场强度 解 P r 例 R 2020 3 31 1 当R x 圆盘可视为无限大薄板 2 3 补偿法 p 讨论- 配套讲稿:
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