靜止電荷的電場(chǎng)一、電荷1.電荷：?jiǎn)挝唬簬?kù)侖（C）物體所帶電的多少。2.電荷守恒定律：某個(gè)系統(tǒng)若與外界無(wú)電荷交換，那么無(wú)論系統(tǒng)發(fā)生怎樣的物理與化學(xué)變化，系統(tǒng)的電荷的代數(shù)和是保持不變。或者說(shuō)：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅。只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。§1.1~1.2電荷庫(kù)侖定律與疊加原理3.電荷量子化：任何帶電體所帶的電荷量都是電子電量的的最小單位就是電荷的量子。整數(shù)倍。即Q=ne（n∈z）可見(jiàn)電荷只能取分立的、不連續(xù)量值，這種性質(zhì)叫做電荷的量子化。電荷1.點(diǎn)電荷的概念二、庫(kù)侖定律2.庫(kù)侖定律兩個(gè)點(diǎn)電荷與之間的相互作用力的大小和的乘積成正比，和它們之間的距離r的平方成反比；作用力的方向沿著它們的連線(xiàn)，同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸。______+_+++++二、電場(chǎng)強(qiáng)度電荷電荷電場(chǎng)一、電場(chǎng)定義：其大小等于單位電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小，方向與正電荷受力方向相同。§1.3~1.4

電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度

靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及其疊加2、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度QrEq>0q<03.1點(diǎn)電荷系的場(chǎng)強(qiáng)實(shí)驗(yàn)表明，電場(chǎng)力滿(mǎn)足迭加原理空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的矢量和3、場(chǎng)強(qiáng)疊加原理例1、電偶極子rrO3.2連續(xù)帶電體的場(chǎng)強(qiáng)(3)對(duì)稱(chēng)性分析可簡(jiǎn)化計(jì)算，能使我們立即判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的某些分量為零電場(chǎng)的計(jì)算PYoXaroRXxP插圖所以，由對(duì)稱(chēng)性=E⊥0a.yzxEd當(dāng)dq

位置發(fā)生變化時(shí)，它所激發(fā)的電場(chǎng)矢量構(gòu)成了一個(gè)圓錐面。qdEd返回xEoPxadqOxy+++++一帶電細(xì)棒被彎成半圓型，上半部均勻帶+Q電荷，下半部均勻帶-Q電荷，半徑為R,求圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小yR++++----xO分析：先分別求+Q,-Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，再矢量迭加oPxXrdr電場(chǎng)線(xiàn)§1.5電場(chǎng)線(xiàn)和電通量電場(chǎng)線(xiàn)的性質(zhì)電位移矢量(教材5.3節(jié))1.定義：特點(diǎn)：與介質(zhì)（束縛電荷）無(wú)關(guān)。2、電位移線(xiàn)與電場(chǎng)線(xiàn)電場(chǎng)線(xiàn)：始于正電荷（自由電荷與束縛電荷），止于負(fù)電荷（自由電荷與束縛電荷），在電介質(zhì)表面不連續(xù)。

電位移線(xiàn)：始于正自由電荷，止于負(fù)自由電荷，在電介質(zhì)表面連續(xù)。

二、電通量：1.均勻場(chǎng)強(qiáng)，平面S

E：通過(guò)垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向單位面積電場(chǎng)線(xiàn)根數(shù)SEnnESSds3.非均勻場(chǎng)強(qiáng)，曲面(電場(chǎng)強(qiáng)度通量)

電通量通過(guò)某一面的電場(chǎng)線(xiàn)數(shù)§1.6高斯定律高斯定律1.高斯定律內(nèi)容與數(shù)學(xué)表達(dá)式（電位移矢量表述）

內(nèi)容：在任何靜電場(chǎng)中，通過(guò)任一閉合曲面（高斯面）的電位移通量，等于這個(gè)閉合曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。2.幾點(diǎn)說(shuō)明說(shuō)明靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)，電位移線(xiàn)始于自由正電荷，終于自由負(fù)電荷。（2）通過(guò)封閉曲面的電通量，由封閉曲面所包圍的自由電荷的

多少?zèng)Q定，與曲面外的電荷無(wú)關(guān)。（3）曲面內(nèi)、曲面上任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由曲面內(nèi)外的電荷共同

激發(fā)的，與曲面外的電荷及分布有關(guān)qSE說(shuō)明：（3）通過(guò)不包含電荷的任意閉合曲面S電通量恒為零電力線(xiàn)不會(huì)在沒(méi)有電荷的地方中斷,穿入S電力線(xiàn)必定從其它地方穿出去(4)連續(xù)分布電荷的高斯定理(4)點(diǎn)電荷系的高斯定理如圖，一點(diǎn)電荷q位于立方體的A角上，則通過(guò)abcd面的E通量是多少。abcdA先假設(shè)點(diǎn)電荷q位于立方體中心，則通過(guò)每一側(cè)面的通量都為總通量作7個(gè)體積相同的立方體，使A點(diǎn)位于一個(gè)大立方體的正中。所以通過(guò)abcd的通量為§1.7利用高斯定律求靜電場(chǎng)的分布Ro求均勻帶電球體的電場(chǎng)強(qiáng)度。球的半徑為R，所帶的電量為q，球體電容率為，球外介質(zhì)的電容率為。ErDr(b)電位移與r的關(guān)系（設(shè)>）(a)場(chǎng)強(qiáng)與r的關(guān)系計(jì)算無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電圓柱面的電場(chǎng)。RSPrP俯視圖

其中RErEr高斯面lE高斯面lr例4、計(jì)算無(wú)限大均勻帶電平面的電場(chǎng)。S（a）電場(chǎng)線(xiàn)的分布（b）高斯面的取法其中所以例5、計(jì)算無(wú)限大均勻帶電平板（厚度為d）的電場(chǎng)。xd其中分析：盡管電荷不是均勻分布，小相等，方向?yàn)槭笍椒较颉Ｊ沟脠?chǎng)強(qiáng)也具有對(duì)稱(chēng)分布，即但由于電荷分布對(duì)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，以O(shè)點(diǎn)為球心的球面上處處的場(chǎng)強(qiáng)大例6、OR一半徑為R的帶電球體，其電荷體密度分布為（q為一正常數(shù)），計(jì)算其內(nèi)外的場(chǎng)強(qiáng)分布。例7、一半徑為的球體均勻帶正電，體電荷密度為，球內(nèi)有一半徑為的小球形空腔，空腔中心點(diǎn)與球心O點(diǎn)相距為a。如圖所示。求空腔內(nèi)任一點(diǎn)P的場(chǎng)強(qiáng)并畫(huà)出腔內(nèi)電力線(xiàn)分布圖。分析：整個(gè)空腔帶電體可以看

）的場(chǎng)疊加。（密度為）的實(shí)心球體及半徑成半徑為的均勻帶正電荷為的均勻帶負(fù)電荷（密