电磁学1-3VIP免费

一、电场库仑定律给出了两个静止点电荷间的相互作用力，但没有说明作用是通过什么途径发生的。历史上围绕电力的传递问题有过长期的争论，一种观点是超距作用(库仑、安培)；另一种观点是近距作用（法拉第、麦克斯韦）。近代物理发展已证明近距作用的观点才是正确的。电荷与电荷之间存在相互作用是通过电荷在其周围产生的电场来实现的。任何电荷的周围都存在一种特殊的物质，这种物质叫电场。，电场的基本特性是对处在场中的电荷有力的作用。现代科学和技术的发展充分证明电场的存在。11.3电场电场强度1.3电场电场强度静电场:相对于观察者静止的电荷所产生的场。电荷1电场1电场2电荷2物质实物场2二、电场强度试探电荷（检验电荷）必须满足的两个条件：1.所带电量q0要足够小，以不至于影响原来的电场分布。2.其线度要足够小，以至于所得的结果能精确反映电场各“点”的性质。为叙述方便，在下面讨论中均用正电荷作试探电荷。点电荷电荷足够小试探电荷与点电荷有何不同？思考思考3两小两小),,(zyxEE在SI中，场强单位：牛/库(NC-1)电场中某一点的电场强度一般来讲，空间不同点的场强的大小和方向都是不同的，即电场强度是空间位置的函数，电场是矢量场，若空间各点场强的大小和方向都相同，则称为均匀电场或匀强电场。q0AFAq0BBF4qFE在电场某点处，场强的大小等于单位正电荷在该点所受的电场力的大小，场强的方向与该单位正电荷在该点处所受电场力的方向相同。2q0AF2方向相同与则EFq,0方向相反与则EFq,0电场的基本特性是对场中的电荷有力的作用，若将电量为q的点电荷置于场强为的某点，则该点电荷所受的电场力为：EQ场源电荷F点电荷q5EqF1.由是否能说，与成正比，与成反比？0qFEEF0qQqPQ0EP0EqF讨论2.一总电量为Q>0的金属球，在它附近P点产生的场强为。将一点电荷q>0引入P点，测得q实际受力与q之比为，是大于、小于、还是等于P点的0E0EFqF场点源点qFE+ErErr0q（1）点电荷的电场三、点电荷与点电荷系的场强7rerqqF200π41qFErerq20π41re+真空中点电荷场强分布8rerqE20π41结论：点电荷电场中某点的场强的大小与场源电荷所带的电量成正比，与该点到场源电荷的距离的平方成反比；场强的方向沿场源电荷与该点所在点的连线。为正时，与方向相同，背离；为负时，与方向相反，指向。EEEEErereqqqqrq9rerqE20π41点电荷的场是球对称的非均匀电场，位于场源电荷所在点为球心的同一球面上的各点，场强的大小是相同的，但各点场强方向不同，分别沿各点所在的球径。qnFFFF210qFE021qFFFnnEEE21niiF1设真空中存在几个电荷，nqqq,,,21对的作用iFiq0q（2）场强叠加原理和点电荷系的电场1F2F3F1r1e2r2e3e3r0q1q2q3qP101q2q3q1E2E3E1r1e2r2e3e3r0qPiiiiiierqεEE20π41点电荷系在空间任意一点所激发的总场强等于各个点电荷单独存在时对该点所激发的场强的矢量和。这就是场强叠加原理，是电场的基本性质之一。11解有两个大小相等的点电荷+和-，当两者之间的距离比考察的场点到它们的距离小得多时，此系统称为电偶极子。qq例1求电偶极子中垂线上的电场。电偶极矩（电矩）+PlEE)4/(π41220lrqP+qq2/l2/lEEE电矩是矢量，方向由负电荷沿偶极子轴线指向正电荷。cos2EEr12lqP2/3220)4/(π41lrql2/122)4/(2/lrl)4/(π412220lrq用矢量形式表示为：P+qq2/l2/lEEErcos2EE2/122)4/(2/coslrl23220)4/(π41lrPE13若rl3rPE0π4123220)4/(π41lrPE电偶极子的场强不是决定于，而是决定于。这表明电偶极矩是表征电偶极子属性的一个重要物理量。而且当距离很大时，电偶极子的场强以衰减，比点电荷的场强衰减迅速得多。qP3r14在均匀外电场中，电偶极子所受的合力为零，电偶极子在...