第九章 静电场1

点电荷的电场线
正 点 电 荷 负 点 电 荷
+
一对等量异号点电荷的电场线
+
一对等量正点电荷的电场线
+
+
一对不等量异号点电荷的电场线
2q
−q
带电平行板电容器的电场线 + + + + + + + + + + + +
说明： 说明： a) 电场线为假想的线,电场中并不存在； 线为假想的线,电场中并不存在； b) 电荷在电场中的轨迹不是电场线。 电荷在电场中的轨迹不是电场
三、心电图导联 心电图导联 ：将两电极置于人体的任何两点与心电图机 连接，就可描记出心电图，这种通过电极引导体表电势心电 连接，就可描记出心电图， 图机连接的电路，称为心电图导联 。 图机连接的电路， 2、心电偶的电性质及其描述 标准导联 : 直接取出体表两点间电压加以显示的导联。 直接取出体表两点间电压加以显示的导联。 （双极导联） 双极导联） 使一个电极处于电位不变或变化很小， 单极肢体导联 :使一个电极处于电位不变或变化很小，这样 测得的电压曲线就只反映另一个电极处电位的变 满足这一要求导联称为单极肢体导联。 化，满足这一要求导联称为单极肢体导联。
按规定，电场中任意两相邻等势面之间的电势差相等， 按规定，电场中任意两相邻等势面之间的电势差相等， 即等势面的疏密程度同样可以表示场强的大小 即等势面的疏密程度同样可以表示场强的大小． 疏密程度
点 电 荷 的 等 势 面
dl2 > dl1
E 2 < E1
dl2 dl1
两平行带电平板的电场线和等势面
S
S Φ φ 弗爱 Phi 磁通； 角 磁通；
v v E ⋅ dS = ∫∫ EdS cosθS第三节来自电一、静电场的环路定理
静电场的环路定理
势
即:静电场中场强沿任意闭合路径的线积分恒等于零 ——静电 静电 场的环路定理（ 场的环路定理（circuital theorem of electrostatic field） ） q0沿闭合路径acbda 运动一周, 沿闭合路径 运动一周, 电场力所作的功: 电场力所作的功:
第九章
静 电 场
本章的基本要求
本章研究真空中静止电荷产生的电场---真空中静电场 本章研究真空中静止电荷产生的电场---真空中静电场 --的性质和规律。 的性质和规律。 掌握描述静电场的两个物理量——电场强度 和电势 电场强度E和电势 掌握描述静电场的两个物理量 电场强度 U的概念。 的概念。 的概念 理解静电场两条基本规律——高斯定理及静电场的环 高斯定理及静电场的环 理解静电场两条基本规律 路定理 掌握电场强度与电势梯度的关系 掌握计算电场强度和电势的基本方法
v 定义： 定义： E = F / q0
单位： 单位： N ⋅ C−1或V ⋅ m-1
电场中某点的电场强度在数值和方向上 等于单位正电荷在该点所受的电场力。 等于单位正电荷在该点所受的电场力。
注意
空间是否存在电场以及电场的强弱和方向， 空间是否存在电场以及电场的强弱和方向，与 试验电荷q 无关，而由电场本身决定。 试验电荷 0无关，而由电场本身决定。
3、电场强度（electric field intensity） 电场强度（ ） 描述场中各点电场的强弱的物理量--描述场中各点电场的强弱的物理量 电场强度
试探电荷q ★试探电荷 0——用来检验电场的性质 用来检验电场的性质
条件: 正点电荷(定点检验) 条件: a) 正点电荷(定点检验) b) 带电量相对较小(不影响原电场分布) 带电量相对较小(不影响原电场分布)
Ε ε 伊普西隆 Epsilon 对数之基数
2、电场（electric field） 电场（ ） 概念： 概念：存在于电荷周围具有特殊形态与物理性质的物质称为
电场。建立电场的电荷称为场源电荷。 电场。建立电场的电荷称为场源电荷。与观察者相对静止的场 源电荷所产生的电场称为静电场。 源电荷所产生的电场称为静电场。
2、心电偶的电性质及其描述 心电偶: 将心脏等效为一个电偶极子。 心电偶: 将心脏等效为一个电偶极子。 心电场：心电偶在空间产生的电场。 心电场：心电偶在空间产生的电场。
二、心电图
心电图：根据人体表面两点间的电压描绘出的一条曲线。 心电图：根据人体表面两点间的电压描绘出的一条曲线。 心电场的电势分布有正负，心电图波形有时为正值 心电场的电势分布有正负， 有时为负值。 有时为负值。
性质： 性质：
力的性质—放入电场的任何电荷都将受到电场力的作用； 力的性质 放入电场的任何电荷都将受到电场力的作用； 放入电场的任何电荷都将受到电场力的作用 能的性质—当电荷在电场中运动时，电场力对电荷要作功， 能的性质 当电荷在电场中运动时，电场力对电荷要作功， 当电荷在电场中运动时 表明电场具有能量。 表明电场具有能量。
+ + + + + + + + + + + +
一对等量异号点电荷的电场线和等势面
+
第四节 电偶极子 电偶层
一、电偶极子的电场 1.电偶极子及其电偶极矩 1.电偶极子及其电偶极矩 电偶极子： 电偶极子：两个相距很近的等量异号点电荷所组成的带电系 统称为电偶极子。 统称为电偶极子。 电偶极矩：电偶极子中的一个电荷的电量绝对值与轴线的乘 电偶极矩： 积定义为电偶极子的电偶极矩。简称电矩 电矩。 积定义为电偶极子的电偶极矩。简称电矩。 二、电偶层 定义：相距很近、 定义：相距很近、互相平行且具有等值异号面电荷密度的 两个带电表面。 两个带电表面。
库仑(C.A.Coulomb) 库仑 1736-1806
库仑定律：1785年，库仑通过扭称实验得到。 库仑定律：1785年 库仑通过扭称实验得到。
v q1 q 2 v 1 q1 q 2 v F = k r0 = r0 2 2 r 4π ε 0 r
文字表述： 在真空中，两个静止点电荷之间的相 文字表述： 在真空中， 互作用力大小，与它们的电量的乘积成正比， 互作用力大小，与它们的电量的乘积成正比，与它 们之间距离的平方成反比； 们之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着它们 的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。 的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
第二节 高 斯 定 理
一、电场线和电通量
1.电场线 1.电场线 电场线的方向表 方向表示 强的方向 方向; 规定： 规定： a) 电场线的方向表示场强的方向; b) 疏密表示场强大小。 疏密表示场强大小。 性质： 性质： a) 始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远)， 始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远) 不会在没有电荷处中断. 不会在没有电荷处中断. b) 电场线不相交. 电场线不相交. c) 静电场电场线不闭合. 静电场电场线不闭合.
单位： 或 单位：V或J/C
静电场中 a 点的电势，在数值上等于单位正电荷在 a 点的电势， 点处系统所具有的电势能。 无关， 点处系统所具有的电势能。它与 q0 无关，是空间坐标的函 数，描述该点静电场的性质。 描述该点静电场的性质。 3、电势差 间的电势差， 静电场中 a , b 间的电势差，等于将单位正电荷从 a 点电场力所作的功。 点移至 b 点电场力所作的功。
课堂练习
• 9.1、名词解释：极化、除极、复极、心电图 、名词解释：极化、除极、复极、
• 9.2、单极肢体导联中心电端的设计道理是什么？ 、单极肢体导联中心电端的设计道理是什么？
四、电场强度与电势的关系
1.等势面 1.等势面 静电场中电势相等的点所连成的曲面，称为等势面。 静电场中电势相等的点所连成的曲面，称为等势面。 规定任何两个相邻曲面间的电势差值都相等。 规定任何两个相邻曲面间的电势差值都相等。
等势面的特点： 等势面的特点： 在静电场中，电荷沿等势面移动时，电场力做功为零。 在静电场中，电荷沿等势面移动时，电场力做功为零。 电场线是和等势面簇正交的曲线簇. 电场线是和等势面簇正交的曲线簇.
一、心电场
第六节 心电知识
1、心肌细胞的电偶极矩 静息状态:没受刺激是状态。 静息状态:没受刺激是状态。 静息电位：静息状态时，细胞膜内外两侧电位差。 静息电位：静息状态时，细胞膜内外两侧电位差。 极 化：处于静息状态的细胞，维持正常的新陈代谢，静 处于静息状态的细胞，维持正常的新陈代谢， 息电位总是稳定在一定的水平上。对整个细胞而言，对外不显 息电位总是稳定在一定的水平上。对整个细胞而言， 电性，此时细胞所处的状态称为极化。 电性，此时细胞所处的状态称为极化。 除 极：细胞在刺激作用下发生兴奋时，由于钠通道的开 细胞在刺激作用下发生兴奋时， Na+顺浓度梯度从膜外进入膜内 顺浓度梯度从膜外进入膜内， 放，Na+顺浓度梯度从膜外进入膜内，使膜内负电位迅速转为正 电位，这一过程称为除极。 电位，这一过程称为除极。 复 极：兴奋细胞在除极之后，由于K+的外流使膜电位再 兴奋细胞在除极之后，由于K+的外流使膜电位再 次转变为外正内负，恢复到静息状态即静息电位水平。这一过 次转变为外正内负，恢复到静息状态即静息电位水平。 程称复极。 程称复极。
第一节 电 场
一、电场强度的概念 1、 库仑定律
电 场 强 度
点电荷概念：当带电体的大小和形状可以忽略时, 点电荷概念：当带电体的大小和形状可以忽略时,可把 电荷看成是一个带电的点，称为点电荷。 电荷看成是一个带电的点，称为点电荷。
库仑定律 ( Coulomb Law，静电场 ， 的基本实验定律) 的基本实验定律) 十八世纪法国最伟大的物理学 杰出的工程师，在电学、 家，杰出的工程师，在电学、磁 摩擦和工程上都有重大贡献。 学、摩擦和工程上都有重大贡献。 1785年他创立的电和磁的 年他创立的电和磁的“ 1785年他创立的电和磁的“库仑 定律” 定律”是使电磁学研究从定性进 入定量阶段的重要里程碑。 入定量阶段的重要里程碑。