| 文件名称： | 库仑定律2 | |
| 文件类别： | 高中物理课件 | 暂无图片 |
| 更新时间： | 2008-07-25 | |
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| 文件简介： | 库仑定律2 ⑶ 封闭曲面不包围点电荷q ，从点电荷q 发出的电场线中，凡是穿进封闭曲面 的也必穿出该曲面 ⑷ 封闭曲面内包围多个点电荷时，第i个 点电荷对该曲面的电通量的贡献为 Quick quiz 3 [例] 半径为R 的导体球壳均匀带有正电荷 q ， 求球壳内外空间中场强分布。 电荷分布具有球对称性 先考虑球外某点P 处的场强： [解] 场强的分布也具有球对称性 以球心O 为中心，以r =OP 为半径作一高斯球面S 球面上各点的场强大小相等，方向沿半径指向外面 同理，求带电球壳内的场强分布时，在球壳内以 r 为半径作高斯球面，因球面内没有电荷，故得 根据高斯定理，通过球面S 的总电通量为: 而 , 因而可得 场强的大小与离开球心的距离r 有如下函数关系： 在 r =R 的球壳上，场强似乎发生了突变， 但事实上，电荷的分布总占有一定的球壳厚 度，可以证明，在无限靠近球面的外层到没 有电荷的内层上，场强是逐渐衰减到零的。 [例] 原子核可近似等效为均匀带电球体，已知其半 径为R，带电总量为Q，求核内、外的电场分布。 电荷分布具有球对称性 [解] 球外任一点的场强用高斯定理可得 对球内任一点 P 求场强: 以OP 为半径作一高斯球面 所包围的电荷为 : 由高斯定理: 球内任一点的场强 球内场强随r 增大而线性增加，球外场强与 成反比 [例] 已知无限大均匀带电薄平板的面电荷密度 为 ，求空间的场强分布。 电荷分布具有平面对称性 [解] 离开平面等距离的各点场强大小 E E S 相等，场强方向与平面垂直。 作一闭合柱面 通过侧面的电通量为零 通过两底面的电通量分别为ES 通过整个闭合圆柱面的电通量: 由高斯定理: 当 时，场强方向垂直指向两侧 当 时，场强方向从两侧垂直指向平面 上述结果表明，无限大均匀带电平板两侧的场强大小与位置无关，是均匀电场。实际上，不存在无限大平板，但当带电平板的尺度比考察点到平面的距离大得多，且考察点不靠近带电平板边缘时，可将带电平板看成无限大。 电荷分布具有轴对称性 [解] [例] 求无限长均匀带电圆柱面内外的场强分布，已 知圆柱半径为R , 单位长度圆柱面带电量为 。 此圆柱的上、下底面的法线与E垂直 离开圆柱中心轴线为r 处的场强大小相 等，方向垂直于圆柱面，沿半径方向。 设P 为圆柱外一点，其到轴的距离为r , 作一同轴封闭圆柱面为高 斯面,使其侧面通过P 点,高为h。 高斯面所包围的电荷为 ，根据高斯定理 求P点在圆柱内的场: 由于圆柱内无电荷 通过此高斯面的电通量为 在点电荷q 产生的电场中， 试探电荷 从a 点运动到 b 点时电场力做的功为 一、静电场的环路定理 8.4 静电场的环路定理、电势 沿闭合路径移动一周回到起点，则 静电场的环路定理 静电场是保守力场 * 第 八 章 静电场 8.1 库仑定律 8.2 电场强度 8.4 静电场的环路定理、电势 8.3 高斯定理 8.5 导体静电平衡 电容器 8.6 稳恒电流、基尔霍夫定律 8.1 库仑定律 电荷有两类；同类电荷相互排斥，异类电荷相互吸引。 电荷的量子化：任何带电体所带的电量只能 是电子电量e 的整数倍,即Q = ne ( n是整数)。 库仑定律：在真空中两个点电荷之间的相互作用力的大小与它们之间所带的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比；作用力的方向沿着它们之间的连线；同号电荷相互排斥, 异号电荷相互吸引。 其中 国际单位制中： 静电力的叠加原理： 有n 个点电荷q1 , q2 ,…, qn , 其中任一个电荷 qi 所受的静电力为 真空电容率（真空介电常数）: 库仑2/(牛顿·米2） Quick quiz 1 [解] 由库仑定律： [例] 氢原子中电子和质子的距离约为5.3 10-11 m , 求两者之间的静电力和万有引力的大小。 由万有引力定律： 静电力远大于万有引力定律：1039 倍 一、电场和电场强度 8.2 电场强度 电场 1. 电荷 电场 电荷 对处在电场中的其他电荷有力的作用。 2.近代物理证明：电场是一种特殊物质。 它具有能量、动量和质量。真空中可以存在电场。 4.静电场：相对观察者静止的电荷所产生的电场。 3.电场的重要特征： 电场中某点的电场强度E 等于单位正电荷在该点所受的电场力。 电场强度(场强): 点电荷q（源电荷）产生的场强为: 点电荷系在某点所产生的场强等于各点电荷单 独存在时在该点所产生的电场强度的矢量和 — 场强叠加原理 电荷连续分布时，可用积分求场强 当电荷为体分布时: 当电荷为面分布时: 当电荷为线分布时: [例] 两等量异号电荷+q和-q，相隔一定的距离l，当考察点离开两点电荷比较远时，两电荷体系的特征可用特征向量 表示，这样的两电荷系统称为电偶极子。 的方向由负电荷指向正电荷，称为电偶极子的臂或轴；P称为电偶极矩，简称电矩。试计算电偶极子的臂的延长线上和中垂线上的场强分布。 [解] (1) 求电偶极子臂的延长线上任一点的场强： 点电荷+q 和 -q 单独在A 点产生的场强的大小分别为 根据场强叠加原理，A 点总场强的大小为： | |
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