大学物理静电场

第七章静电场§7.1点电荷库仑定律一、点电荷和狄拉克d 函数❶点电荷:是一个理想模型,忽略带电体本身的大小和形状,而将其抽象成带电荷的质点。

❷电荷连续分布线分布:dl dq =λ面分布:ds dq =σ体分布:vd dq =ρ❸d 函数(),00⎩⎨⎧=∞≠=x x X d ()1=⎰∞∞-dx X d 二、库仑定律❶真空12f 1q 2q 12r 21ff1q 2q12f 21f ,12312211212r r q Kq f f =-=229cNm 100.9-⨯=K设,410πε=K 212120mN C 1085.8---⨯=ε则3120122121124r r q q f f επ =-=电介质312312441221012212112r r q q r r q q f f r πεεεπ ==-=εr 电介质的相对介电常数ε 电介质的介电常数§7.2电场电场强度一、电场电荷周围存在的一种特殊形态的物质,具有能量、动量等。

电场对外表现:其一：电场对引入其中的电荷有力的作用;其二：当电荷在电场中移动时,电场对它要做功。

电荷之间的作用是通过电场实现的。

电荷⇔⇔电荷电场二、电场强度为了描述电场对电荷的施力性质，引入一个基本物理量－－电场强度，简称场强，用表示,其定义为EqF E=三、场强迭加原理处于由产生的电场中q 0n q q q ,,,21 ∑∑=====n i in i iE F FE q q 11四、场强的计算点电荷电场,430rrq q F πε =34r r q E πε =点电荷系电场∑∑==i i i ii i r r q E E 34πε任意带电体电场用积分求解.解体步骤:1.将带电体分成无数个电荷元(电荷元不一定是点电荷)电荷元dq 在空间某点的场强:r rdq E d341πε=2.选取适当的坐标系,写出的各个分量的表达式。

Edzy x dE dE E d ,,3.求zy x dE dE E d ,,,⎰=E d E x x ,⎰=E d E y y ⎰=E d E z z 此步最好利用电荷分布的对称性判断方向,减少计算.E4. 带电体的场强kE j E i E E z y x++=§7.3 电感强度高斯定理一、电感强度D在各向同性的均匀电介质中，任一点处的电感强度等于该点的电场强度和介电常数的乘积，即：D εE EDε=二、电力线和电感线电力线电力线在电场中任一点处,通过垂直于的单位面积的电力线条数等于该点处的量值。

大学物理课件静电场大学物理课件：静电场一、引言静电场是物理学中的一个重要概念，它描述的是电荷在空间中产生的电场对其他电荷的作用力。

在我们的日常生活中，静电现象随处可见，如静电吸附、静电感应等。

本篇课件将介绍静电场的基本概念、性质和规律，并通过实例说明静电场的实际应用。

二、静电场的定义与性质1、静电场的定义静电场是指由静止电荷在空间中产生的电场。

在静电场中，电场强度E和电势V是描述电场特性的两个基本物理量。

2、静电场的性质（1）电场强度E是矢量，具有方向和大小。

在真空中，电场强度E 与电荷q成正比，与距离r的平方成反比。

（2）电势V是一个标量，它描述了电荷在电场中的相对位置。

在真空中，电势V与电荷q无关，只与距离r有关。

三、库仑定律与高斯定理1、库仑定律库仑定律是描述两个点电荷之间的作用力的定律。

在真空中，两个点电荷之间的作用力F与它们的电量q1和q2成正比，与它们之间的距离r的平方成反比。

2、高斯定理高斯定理是描述穿过一个封闭曲面的电场线数与该曲面所包围的电荷量之间的关系。

在真空中，穿过一个封闭曲面的电场线数N与该曲面所包围的电荷量Q成正比，与距离r的平方成反比。

四、静电场的实际应用1、静电除尘器静电除尘器是一种利用静电场对气体中的粉尘颗粒进行吸附的装置。

在静电除尘器中，带电的粉尘颗粒在电场力的作用下被吸附在收集器壁上，从而达到净化气体的目的。

2、静电复印机静电复印机是一种利用静电场对光敏材料进行成像的装置。

在静电复印机中，光敏材料上的电荷分布会根据光学图像产生变化，从而形成静电潜像。

这个潜像可以通过墨粉显影或热转印等方式转化为可见图像。

大学物理静电场课件一、静电场的基本概念1、静电场：静电场是静止电荷在其周围空间产生的电场。

2、静电场的特性：静电场具有“高斯定理”和“环路定理”两个基本特性。

二、静电场的数学描述1、电位函数：电位函数是描述静电场分布的物理量，其值沿闭合曲线的变化与电场强度沿该闭合曲线的积分成正比。

大学物理笔记(6)电磁学(一)静电场contents •静电场基本概念与性质•库仑定律及其应用•电场线与等势面描绘方法•静电场中导体性质研究•静电场中绝缘体性质研究•静电场能量与能量守恒定律目录静电场基本概念与性质电荷电场电场线030201电荷与电场电场强度描述电场强弱的物理量，用E表示，单位是牛/库仑（N/C）。

电场强度是矢量，方向与正电荷在该点所受电场力方向相同。

电势描述电场中某点电势高低的物理量，用φ表示，单位是伏特（V）。

电势是标量，只有大小，没有方向。

电势差电场中两点间电势的差值，用U表示，单位是伏特（V）。

电势差是标量，有正负之分。

电场强度与电势静电场中的导体和绝缘体导体内部存在大量自由电子的金属物体。

在静电场中，导体内部电场强度为零，电荷分布在导体表面。

绝缘体内部几乎没有自由电子的物体。

在静电场中，绝缘体内部和表面都可以存在电荷。

静电平衡导体在静电场中达到稳定状态的过程。

在静电平衡时，导体内部电场强度为零，电荷分布在导体表面，且表面电荷分布与导体形状有关。

静电感应与电荷守恒静电感应当一个带电体靠近一个导体时，由于电荷间的相互作用力，导体会发生电荷重新分布的现象。

电荷守恒定律在一个孤立系统中，无论发生何种变化或相互作用，其总电荷量始终保持不变。

即电荷既不能被创造也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。

库仑定律及其应用库仑定律表述库仑定律是描述真空中两个静止点电荷之间相互作用力的定律。

库仑定律的表述为：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。

点电荷间相互作用力计算连续分布电荷间相互作用力计算库仑定律在实际问题中应用库仑定律在电磁学、原子物理等领域有着广泛的应用。

例如，在电场强度的计算中，可以利用库仑定律计算点电荷在空间中产生的电场强度分布；在电势差的计算中，可以利用库仑定律计算两个点电荷之间的电势差；在电容器、电阻器等电器件的设计和制造中，也需要利用库仑定律进行相关的计算和分析。

【大学物理】静电场在大学物理的广阔知识海洋中，静电场无疑是一个极其重要的篇章。

它不仅是物理学基础理论的重要组成部分，也在实际生活和众多科学技术领域中有着广泛而深刻的应用。

让我们先来了解一下什么是静电场。

静电场是由静止电荷产生的一种特殊的物质形态。

电荷是物质的基本属性之一，分为正电荷和负电荷。

当这些电荷静止不动时，它们周围的空间就会产生一种特殊的“力场”，这就是静电场。

静电场具有一些独特的性质。

首先，静电场对放入其中的电荷会产生力的作用。

这个力的大小与电荷的电荷量以及所处位置的电场强度有关。

电场强度是描述静电场强弱和方向的物理量，它等于单位正电荷在该点所受到的电场力。

从电场线的角度来看，静电场的电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷，或者延伸到无穷远处。

而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大；电场线越稀疏，电场强度越小。

库仑定律是描述静电场中两个静止点电荷之间相互作用力的基本定律。

它表明，两个点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着它们的连线。

这个定律为我们研究静电场中电荷之间的相互作用提供了重要的依据。

静电场中的高斯定理也是一个非常重要的概念。

它指出，通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量的代数和除以真空中的介电常数。

这个定理为我们计算电场强度提供了一种有效的方法。

在实际生活中，静电场有着广泛的应用。

例如，静电复印机就是利用静电场来实现复印的功能。

在复印机中，通过对硒鼓充电形成静电场，使得墨粉能够吸附在硒鼓上，从而完成复印的过程。

再比如，静电除尘器是利用静电场使空气中的灰尘带电，然后在电场力的作用下将灰尘吸附到电极上，达到净化空气的目的。

在科学研究中，静电场也发挥着重要的作用。

例如，在加速器中，通过利用静电场对带电粒子进行加速，可以使粒子获得很高的能量，从而用于科学研究和医疗等领域。

静电场的研究不仅在物理学中具有重要意义，在其他学科领域如化学、生物学等也有着不可忽视的影响。