第7章 静止电荷的电场VIP免费

上页下页返回退出上页下页返回退出上页下页返回退出上页下页返回退出本章目录§7-1物质的电结构库仑定律§7-2静电场电场强度§7-3静电场的高斯定理§7-4静电场的环路定律电势§7-5电场强度与电势梯度的关系§7-6静电场中的导体§7-7电容器的电容§7-8静电场中的电介质§7-9有电介质时的高斯定律电位移§7-10静电场的能量上页下页返回退出上页下页返回退出§7-1物质的电结构库仑定律一、电荷对电的最早认识：摩擦起电和雷电两种电荷：正电荷和负电荷电性力：同号相斥、异号相吸电荷量：物体带电的多少上页下页返回退出上页下页返回退出二、电荷守恒定律物质由原子组成，原子由原子核和核外电子组成，原子核又由中子和质子组成。中子不带电，质子带正电，电子带负电。质子数和电子数相等，原子呈电中性。由大量原子构成的物体也就处于电中性状态，对外不显示电性。物质的电结构理论上页下页返回退出上页下页返回退出起电的实质所谓起电，实际上是通过某种作用，使物体内电子不足或者过多而呈现带电状态。通过摩擦可使两个物体接触面温度升高，促使一定量的电子获得足够的动能从一个物体迁移到另一个物体，从而使获得更多电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。上页下页返回退出上页下页返回退出电荷守恒定律实验证明，在一个与外界没有电荷交换的系统内,无论经过怎样的物理过程，系统正、负电荷量的代数和总是保持不变。光子HeThU422349023892eeγ放射性衰变过程：电子偶的产生（重核附近）：γ2ee电荷的相对论不变性：电荷量与运动无关。电子偶的湮没：α粒子沿相反方向运动上页下页返回退出上页下页返回退出宏观带电体的带电量qe，准连续。三、电荷量子化1913年，密立根进行液滴实验，证明了微小油滴所带电荷量的变化不连续，即为元电荷e的整数倍。电荷量只能取分立的、不连续量值的性质，称为电荷的量子化。Q=NeN=±1,±2,±3，…C1053176602.119e上页下页返回退出上页下页返回退出“点电荷”模型带电体的形状和大小与它们之间的距离相比可忽略。即：rq1dq2四、库仑定律dr条件:【说明】：点电荷是一种理想化的物理模型，当实际带电体到场点距离远大于带电体本身的线度时，带电体的大小、形状及电荷分布所产生的影响均可忽略，此时的带电体便可看作一个集中了带电体的全部电量而没有几何大小的点电荷。上页下页返回退出上页下页返回退出1785年，库仑从扭秤实验结果总结出了库仑定律扭秤库仑定律122121212rqqFker0π41k其中q1q212F12r21F上页下页返回退出上页下页返回退出在真空中，两个静止点电荷之间相互作用力与这两个点电荷的电荷量q1和q2的乘积成正比，而与这两个点电荷之间的距离r12（或r21）的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同号相斥，异号相吸。122121212rqqFker库仑定律0π41k单位制有理化1222018.854210CNm4πk其中ε0为真空电容率（或真空介电常量）：上页下页返回退出上页下页返回退出真空中库仑定律数学形式:库仑定律12122112201214rqqFFerq1q212F12r21F【说明】：①“静止”是指惯性系中相对于观察者静止。②适用于点电荷。③q1、q2取代数值。④跟距离的平方成反比关系。⑤遵守牛顿第三定律。上页下页返回退出上页下页返回退出静电力的叠加原理2F当空间中有两个以上的点电荷时，作用在某一点电荷上的总静电力等于其它各点电荷单独存在时对该点电荷所施静电力的矢量和。iq0qirq0q1q21FF12FF设有n个点电荷组成的点电荷系，点电荷q受到其他点电荷qi作用的总静电力为0020014iiiiiiqqFFer上页下页返回退出上页下页返回退出【例题7-1】在下图中,三个点电荷所带的电荷量分别为q1=－86C，q2=50C，q3=65C。各电荷间的距离如图所示。求作用在q3上合力的大小和方向。q2q1q3F31F32F30.6m0.52m0.3mijxy上页下页返回退出上页下页返回退出3131sin3070yFFN电荷q2作用于电荷q3上的力的大小为32F663131221201365108610140443.148.85100.6qqFNr3...