【正文】 ?????? ?? 2/12200232201242xRxrxr d rxdEE Rx ??????40 當(dāng) x 187。 當(dāng) x=0時(shí) ， 0?E帶電圓環(huán)中心場強(qiáng)為零 。Ed?? 解： 0?? ? ?? xx dEE rqqerdqEdE ??? ?? ??204 ??38 ? ? 232204 RxxqE????當(dāng) R 171。 E?方向沿 x軸方向 ? r Ed?dqx x //dE39。 討論： 36 取電荷元 dq， 寫出與電荷密度相關(guān)的表達(dá)式； 電荷元 dq在電場中某點(diǎn)產(chǎn)生的矢量 dE的表達(dá)式； 利用連續(xù)帶電體電荷分布的對稱性 ， 將矢量 dE沿著直角坐標(biāo)系進(jìn)行分解； 確定積分變量和積分的上下限 ， 采用標(biāo)量求出 整個(gè)帶電體所產(chǎn)生的場強(qiáng) ， 并明確其方向 。 L時(shí) ， 即無限遠(yuǎn)處 ， 有： 2020 44 xqxLE????? ??可將帶電直棒視為 “ 無限長 ” 。dl?? ?? rerdqEdE ??? 204 ??35 21220 44//LxxLE）（ ?? ???? 當(dāng) x 171。 E?y 解： 任取長為 dl、 電量為 dq的電荷元 ,在 P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng) Ed??? ?? ?c o sdEdEE xP點(diǎn)總場強(qiáng)大小 O x L x P ydExdEEd?r?l dl 1??1? ????????dc o s/xdl,tgxl,rxc o s,rdldE2204????xs i ndxc osE010 2411 ????????????? ??場強(qiáng)方向：垂直于帶電直棒指向遠(yuǎn)離直棒的一方 ， 即 x軸方向 。 l?E?r q q + ?r? ?r?l??E??E?pE?3020 44 ?? ?? ?? rrqreqE r???????3020 44 ?? ??????rrqreqE r???????解： ???? rrer?????? rrer??P ? ? 方法一： 31 23220 44//lrrrqEEE）（）（????? ???? ???????422 /lrrr ??? ??又因?yàn)? 23220 44//lrpE）（ ???????q q + ?r? ?r?l?P ?r? ?r?lrr ??? ??? ??23220 44//lrlq）（ ??????32 當(dāng) r 187。 ? ?zyxEE ,?? ?? 矢量場 ， 每點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向可能都不同 。 Q?場源電荷 F?檢驗(yàn)電荷 0q?? 試驗(yàn)規(guī)律 ? 同一點(diǎn)電荷 ,在不同場點(diǎn) ， 受力大小和方向可能不同 ? 同一場點(diǎn) ， 不同電量的同種檢驗(yàn)電荷 ， 受力方向相同 ， 且 定值?0qF23 ? 電場強(qiáng)度 （ 場強(qiáng) ） ? 定義式 0qFE???單位 N/C 或 V/m Q?場源電荷 F?檢驗(yàn)電荷 0q?? 定義 : 單位 正檢驗(yàn)電荷 所受的電場力。53 電場強(qiáng)度 21 ? 電場 —— 客觀存在 ， 具有動(dòng)量 、 能量等屬性 靜止的電荷在其周圍空間產(chǎn)生的電場，為 靜電場 。 12re12F? q q2異號 213210212122102121 44 rrqqerqqFr?????????19 微觀領(lǐng)域 ， 萬有引力遠(yuǎn)小于庫侖力 ， 可忽略 。 1q2qdr dr ??17 12Fq1 + q2 + 12re12r21F? 真空中的庫侖定律 （ 靜止點(diǎn)電荷 靜電力 ） 212212121 rerqqkF ?? ?21re三、 庫侖定律 ? SI單位制比例常數(shù) k ： 9 2 29 1 0 /k N m C? ? ?? 真空介電常量 ? ?22120 / 1 mNCk ???? ???2122102121 4 rerqqF ????? 在真空中，兩個(gè) 靜止 點(diǎn)電荷之間相互作用力與這兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量 q1和 q2的乘積成正比，而與這兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離 r12（或r21）的平方成反比，作用力的方向沿著這兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線，同號相斥，異號相吸。 15 庫侖（ 1736－ 1806） 1785年 ,法國物理學(xué)家?guī)靵鐾ㄟ^扭秤做實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了 點(diǎn)電荷 之間相互作用的基本定律 ,即庫侖定律 。那么 ，電荷之間相互作用力的大小和方向？ 1755年，富蘭克林，圓筒實(shí)驗(yàn)。 14 167。 電荷與質(zhì)量一樣是物質(zhì)的基本屬性，但是電荷大小與帶電體的運(yùn)動(dòng)速率無關(guān)。即對于一個(gè)系統(tǒng)，如果沒有凈電荷出入其邊界，則該系統(tǒng)的正、負(fù)電荷的電量的代數(shù)和將保持不變。 13 電荷是守恒的。 2/3的電量。 ?2,1, ???? nneQCe 19106 0 ???電荷基本單元近似為 12 近代物理實(shí)驗(yàn)證實(shí)基本粒子都是由夸克組成的，每一個(gè)夸克和飯夸克可能帶有 177。 在自然界中，物質(zhì)所帶的電荷量不可能連續(xù)的變化，而只能一份一份地增加或減少。 1747年，美國科學(xué)家富蘭克林，把在室溫下絲綢摩擦過的玻璃板所帶的電荷稱為正電荷，毛皮摩擦過的橡膠棒多帶的電荷稱為負(fù)電荷。揭示了電荷的物理本質(zhì)。 湯姆遜 密立根 10 物理實(shí)驗(yàn)表明：同號電荷相互排斥，異號電荷相互吸引。 （生活現(xiàn)象） 9 1897年，英國物理學(xué)家湯姆遜測出了陰極帶電粒子的荷質(zhì)比，這種帶負(fù)電的粒子后來稱為電子。 （探索本質(zhì)） 一、電荷是電學(xué)中最基本的概念 早期，人們是通過物質(zhì)的力效應(yīng)來定義它的。 近代物理實(shí)驗(yàn)揭示了電荷的物理本質(zhì)。1 基礎(chǔ)物理學(xué) 授課教師 鄭榮升 2022 — 2022 第一學(xué)期 Email: 2 衛(wèi)星通信 ? 電磁學(xué)的應(yīng)用 無線充電 3 上海同步輻射光源 人造小太陽（強(qiáng)磁場約束核聚變） 4 第五章 靜電場 5 本章目錄 51 電荷量子化 電荷守恒定律 52 庫侖定律 53 電場強(qiáng)度 54 電場強(qiáng)度通量 高斯定理 *55 密立根測定電子電荷的實(shí)驗(yàn) 物理學(xué) 第五版 58 電場強(qiáng)度與電勢梯度 56 靜電場的環(huán)路定理 電勢能 57 電勢 第五章 靜電場 物理學(xué) 第五版 6 50 教學(xué)基本要求 一 掌握 描述靜電場的兩個(gè)基本物理量 ——電場強(qiáng)度和電勢的概念，理解電場強(qiáng)度 是矢量點(diǎn)函數(shù)，而電勢 V 則是標(biāo)量點(diǎn)函數(shù) . 二 理解 靜電場的兩條基本定理 ——高斯定理和環(huán)路定理，明確認(rèn)識靜電場是有源 場和 保守 場 . E?第五章 靜電場 物理學(xué) 第五版 7 三 掌握 用點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度和疊加原理以及高斯定理求解帶電系統(tǒng)電場強(qiáng)度的方法；能用電場強(qiáng)度與電勢梯度的關(guān)系求解較簡單帶電系統(tǒng)的電場強(qiáng)度 . 四 了解 電偶極子概念，能計(jì)算電偶極子在均勻電場中的受力和運(yùn)動(dòng) . 50 教學(xué)基本要求 8 167。51 電荷量子化 電荷守恒定律 15441603，吉爾伯特為了把這種相互作用與