物理學(xué)的第二次大綜合法拉第的電磁感應(yīng)定律：

電磁一體麥克斯韋電磁場統(tǒng)一理論（19世紀(jì)中葉）赫茲在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)電磁波的存在，光是電磁波.技術(shù)上的重要意義：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、無線電技術(shù)等.庫侖定律：

電荷與電荷間的相互作用（磁極與磁極間的相互作用）奧斯特的發(fā)現(xiàn)：

電流的磁效應(yīng)，安培發(fā)現(xiàn)電流與電流間的相互作用規(guī)律.

一

掌握描述靜電場的兩個(gè)物理量——電場強(qiáng)度和電勢的概念，理解電場強(qiáng)度

是矢量點(diǎn)函數(shù)，而電勢V則是標(biāo)量點(diǎn)函數(shù).

二

理解高斯定理及靜電場的環(huán)路定理是靜電場的兩個(gè)重要定理，它們表明靜電場是有源場和保守場.

三

掌握用點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度和疊加原理以及高斯定理求解帶電系統(tǒng)電場強(qiáng)度的方法；并能用電場強(qiáng)度與電勢梯度的關(guān)系求解較簡單帶電系統(tǒng)的電場強(qiáng)度.

四掌握用點(diǎn)電荷和疊加原理以及電勢的定義式求解帶電系統(tǒng)電勢的方法.教學(xué)基本要求第8章真空中的靜電場（研究描寫靜電場的基本性質(zhì)的物理量，反映靜電場性質(zhì)的基本定理。）§8-1電荷和電場一、電荷（1）電荷的種類：正電荷、負(fù)電荷（2）電荷的性質(zhì)：同號(hào)相斥、異號(hào)相吸電量：電荷的多少單位：庫侖符號(hào)：C(靜電場:相對于觀察者靜止的電荷產(chǎn)生的電場)（3）電荷的電量是量子化的：q=n(4)電荷守恒定律：在一個(gè)孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的過程中,正負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。二、庫侖定律2、庫侖定律：真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力F的大小與兩電荷q1，q2乘積成正比，與它們之間的距離r的平方成反比，作用力沿著這兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線，同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸。1、點(diǎn)電荷：帶電體線度<<r（線度可以忽略），有m、q的點(diǎn)（帶電體）。真空介電常數(shù)。單位矢量，由施力物體指向受力物體。電荷q1作用于電荷q2的力。進(jìn)行有理化方向根據(jù)同號(hào)相斥，異號(hào)相吸來判定。02210rrqqε41Fπ=*關(guān)于庫侖定律的討論:①庫侖定律包含同性相斥，異性相吸這一結(jié)果。*q1和q2同性，則q1q2>0,F

和r0同向。斥力或,,*q1和q2異性，則q1q2<0,F

和r0反向。引力或,,②庫侖定律只適用兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用。③庫侖定律也可表示為：三、靜電力的疊加原理：作用于某電荷上總靜電力等于其他點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)作用于該電荷靜電力的矢量和。由施力物體指向受力物體的矢量。解

在氫原子內(nèi),電子和質(zhì)子的間距為.求它們之間電相互作用和萬有引力,并比較它們的大小.（微觀領(lǐng)域中,萬有引力比庫侖力小得多,可忽略不計(jì).）*關(guān)于庫侖力和萬有引力的比較:例1：相距為2a處，有兩個(gè)正點(diǎn)電荷，電量都是+q的,有－（q’）在中垂線x處，求(1)q’所受靜電力；(2)X＝？時(shí)，q’受力最大?aaq’qqoxx解（1）以連線的中點(diǎn)為原點(diǎn)，沿中垂線做ox軸，q’在x處方向沿x方向。（2）四、電場、電場強(qiáng)度*靜電場的性質(zhì)：電荷與電荷之間通過電場傳遞相互作用。①靜電場對處于其中的任何帶電體都有力的作用。②當(dāng)帶電體在電場中移動(dòng)時(shí)電場力將對帶電體作功。靜電場：相對于觀察者靜止的帶電體周圍存在的電場。1、電場：帶電體在其周圍空間產(chǎn)生的特殊形式的物質(zhì)。電荷電場電荷實(shí)物物質(zhì)

場2、電場強(qiáng)度（簡稱場強(qiáng)）由靜電場的性質(zhì)①引出的反映電場性質(zhì)的物理量。（試驗(yàn)電荷為點(diǎn)電荷、且足夠小,故對原電場幾乎無影響）：場源電荷：試驗(yàn)電荷

電場中某點(diǎn)處的電場強(qiáng)度

等于位于該點(diǎn)處的單位試驗(yàn)電荷所受的力，其方向?yàn)檎姾墒芰Ψ较?

電荷在電場中受力

④電場強(qiáng)度的單位：N/c

或V/m③

電場強(qiáng)度是空間位置的函數(shù)：①電場強(qiáng)度是反映電場性質(zhì)的物理量，與引入到電場中的電荷q0無關(guān)。②電場強(qiáng)度是矢量，方向?yàn)檎姾稍谠撎幩茈妶隽Φ姆较颉?關(guān)于電場強(qiáng)度的討論：3、場強(qiáng)疊加原理電場中任一場點(diǎn)處的總場強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)各自產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和。任何帶電體都可以看作許多點(diǎn)電荷的集合，由場強(qiáng)疊加原理可計(jì)算任意帶電體產(chǎn)生的場強(qiáng)。證：有n個(gè)點(diǎn)電荷，在p點(diǎn)放一試探電荷，q0受力：五、場強(qiáng)的計(jì)算1、點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的電場強(qiáng)度(庫侖定律＋電場定義）+-2.點(diǎn)電荷系的電場設(shè)真空中有n個(gè)點(diǎn)電荷q1,q2,…qn，則P點(diǎn)場強(qiáng)：分量式：--+++p--+++p例2

電偶極子如圖已知：q、-q、r>>l，電偶極矩求：A點(diǎn)及B點(diǎn)的場強(qiáng)。+-設(shè)+q和-q的場強(qiáng)解:

A點(diǎn)場強(qiáng)：分別為和+-B點(diǎn)場強(qiáng)：+-θθ+-結(jié)論：∝∝3.連續(xù)分布的帶電體的電場分布電荷元隨不同的電荷分布應(yīng)表達(dá)為：∫Ex=dExEy=dEyEz=dEz∫∫∫線電荷面電荷體電荷電荷元dq

－線密度，細(xì)棒，帶電直導(dǎo)線

－面密度，例：薄圓盤

－電荷體密度，例：圓柱體電荷面密度電荷線密度電荷體密度點(diǎn)處電場強(qiáng)度例3

均勻帶電細(xì)桿（q,L),求O

點(diǎn)的電場。已知：

q

、

a

、

1、

2、

。oarlqdlyxdEydEdEx解：①取電荷元③確定的大小②確定的方向④建立坐標(biāo)，將投影到坐標(biāo)軸上⑤選擇積分變量r、θ、l是變量，選θ作為積分變量oarlqdlyxdEydEdEx討論:(1)若方向垂直于細(xì)桿指向o點(diǎn)。則無限長均勻帶電直線的場強(qiáng)為:當(dāng)λ<0,E

<0,E方向垂直帶電導(dǎo)體向里當(dāng)λ>0,E

>0,E方向垂直帶電導(dǎo)體向外（2）半無限長端點(diǎn)處：pO

例4

電量為＋Q均勻地分布在一個(gè)半徑為R的金屬半圓環(huán)上，計(jì)算圓環(huán)中心o處的電場強(qiáng)度。解：電荷連續(xù)分布，在圓環(huán)上取一長為dl的電荷元以o點(diǎn)為原點(diǎn)，建立ox，oy軸，根據(jù)電荷分布的對稱性，電場關(guān)于x軸對稱，y軸分量抵消。由對稱性有解

例5正電荷均勻分布在半徑為的圓環(huán)上.計(jì)算在環(huán)的軸線上任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度.討論（1）（點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度）（2）（3）例6均勻帶電薄圓盤軸線上的電場強(qiáng)度.

有一半徑為,電荷均勻分布的薄圓盤,其電荷面密度為.求通過盤心且垂直盤面的軸線上任意一點(diǎn)處的電場強(qiáng)度.解由例5（點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度）討論無限大均勻帶電平面的電場強(qiáng)度例7

設(shè)真空中有一無限長均勻帶電平板，電荷面密度σ（σ>0）,求p點(diǎn)的場強(qiáng)。（p點(diǎn)到平板距離為a）++++++++++++

+解：將平面分解成許多平行于z軸的無限長均勻帶電狹條。在y處取一窄條寬為dy，在p點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)，任意小窄條在p點(diǎn)