1、大學物理大學物理 第三次修訂本第三次修訂本第第6章章 靜電場靜電場單個點電荷產生的電場單個點電荷產生的電場rrqqQprrd14200QLplFA)(pQdcosd )(0QLplEqQ pLQrrprldrd qE與途徑無關。與途徑無關。 OrrqqQLpd )14()(200q0rrdq0)11(400Qprrqq1. 靜電力的功靜電力的功cosddlr 一、靜電場力所作的功一、靜電場力所作的功 靜電場的環路定理靜電場的環路定理大學物理大學物理 第三次修訂本第三次修訂本第第6章章 靜電場靜電場q0bLaablFA)(dbLaniilEq)(10d)(nibLailEq1)(0dibii a

2、irrqq)11(400電場力做功只與始末位置有關，與途徑無關，電場力做功只與始末位置有關，與途徑無關，所以靜電力是保守力，靜電場是保守場。所以靜電力是保守力，靜電場是保守場。恣意帶電體系產生的電場恣意帶電體系產生的電場abL bLanlEEEq)(210d)(bLalEq)(0dnq1nqiq2q1qq0q0結論結論大學物理大學物理 第三次修訂本第三次修訂本第第6章章 靜電場靜電場在靜電場中，沿閉合途徑挪動在靜電場中，沿閉合途徑挪動q0，電場力作功，電場力作功LLlEqlFAdd0bLabLalEqlEq)(0)(021ddL1L2bLalEq)(01d02. 靜電場的環路定理靜電場的環路定

3、理aLblEq)(02dabq00d LlE在靜電場中在靜電場中,電場強度沿恣意閉合途徑的線積分電場強度沿恣意閉合途徑的線積分為零，或在靜電場中電場強度的環流為零。為零，或在靜電場中電場強度的環流為零。靜電場是保守場、有源場、無旋場。靜電場是保守場、有源場、無旋場。大學物理大學物理 第三次修訂本第三次修訂本第第6章章 靜電場靜電場 在力學中在力學中, 重力是保守力重力是保守力, 因此可以引因此可以引進重力勢能的概念進重力勢能的概念; 彈性力是保守力彈性力是保守力, 同樣同樣可以引進彈性勢能。如今知道靜電場力也可以引進彈性勢能。如今知道靜電場力也是保守力是保守力, 因此也可以引進相應的電勢能。因

4、此也可以引進相應的電勢能。 能量是反映做功身手的物理量。能量是反映做功身手的物理量。 在保在保守力場中守力場中, 保守力做功等于相應勢能的減少保守力做功等于相應勢能的減少 (比如比如, 重力做功等于重力勢能的減少重力做功等于重力勢能的減少 ), 靜靜電場力既然是一種保守力電場力既然是一種保守力, 那么靜電場力做那么靜電場力做功應該等于電勢能的減少。功應該等于電勢能的減少。大學物理大學物理 第三次修訂本第三次修訂本第第6章章 靜電場靜電場二、電勢能二、電勢能1.電勢能的差電勢能的差ab pbpa0abdWWlEqAba)(papbWW q0q0 q0 在電場中在電場中a、b 兩兩點電勢能之差，點

5、電勢能之差， 等于把等于把 q0自自 a 點移至點移至 b 點過程點過程中電場力所做的功。中電場力所做的功。大學物理大學物理 第三次修訂本第三次修訂本第第6章章 靜電場靜電場2.電勢能電勢能取電勢能零點取電勢能零點 W“pb = 0 000padaalEqAWq0 在電場中某點 a 的電勢能： 電荷在電場中某點的電勢能，在數值電荷在電場中某點的電勢能，在數值上等于把電荷從該點挪動到電勢能零參考上等于把電荷從該點挪動到電勢能零參考點時，靜電力所做的功。點時，靜電力所做的功。大學物理大學物理 第三次修訂本第三次修訂本第第6章章 靜電場靜電場 (1) 電勢能應屬于電勢能應屬于 q0 和產生電場的源電

6、和產生電場的源電荷系統所共有。荷系統所共有。 (2) 電荷在某點電勢能的值與電勢能零電荷在某點電勢能的值與電勢能零點有關點有關, 而兩點的差值與電勢能零點無關。而兩點的差值與電勢能零點無關。(3) 選電勢能零點原那么：選電勢能零點原那么： 在實際研討中在實際研討中, 常取無窮遠處為電勢能常取無窮遠處為電勢能的零參考點。在實踐運用中的零參考點。在實踐運用中, 常取地球為電常取地球為電勢能的零參考點。勢能的零參考點。闡明闡明大學物理大學物理 第三次修訂本第三次修訂本第第6章章 靜電場靜電場例例 如下圖如下圖,在帶電量為在帶電量為 Q 的點電荷所產生的的點電荷所產生的靜電場中靜電場中,有一帶電量為有一帶電量為q 的點電荷。的點電荷。aaaarqQrrQqlEqW02044dd解解:選無窮遠為電勢能零點選無窮遠為電勢能零點ba cQq求求:q 在在a 點和點和 b 點的電勢能。點的電勢能。bbbrqQlEqW04d大學物理大學物理 第三次修訂本第三次修訂本第第6章章 靜電場靜電場cacaa