6.1 库仑定律 电场强度 电荷的量子化 电荷守恒定律 1. 正负性 2. 量子性 3. 电荷守恒定律

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1 6.1 库仑定律 电场强度 6.1.1.电荷的量子化 电荷守恒定律 1. 正负性 2. 量子性 3. 电荷守恒定律
6.1.1.电荷的量子化 电荷守恒定律 1. 正负性 2. 量子性 3. 电荷守恒定律 在一个孤立系统中总电荷量不变 4. 点电荷 带电体的大小、形状可以忽略 把带电体视为一个带电的几何点 (一种理想模型)

2 在真空中两个静止点电荷之间的静电作用力与这两个点电荷所带电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着两个点电荷的连线。
库仑定律 在真空中两个静止点电荷之间的静电作用力与这两个点电荷所带电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着两个点电荷的连线。 电荷q1 对q2 的作用力F21 电荷q2对q1的作用力F12 真空中的介电常数

3 讨论 (1) 库仑定律适用于真空中的点电荷； (2) 库仑力满足牛顿第三定律； (3) 电荷之间距离小于 时, 库仑定律仍保持有效.至于 大距离方面,虽然未作过实验验证,但也并没有特殊的理由 预料在大距离情况下库仑定律将失效.

4 氢原子中电子和质子的距离为 例 求 此两粒子间的电力和万有引力。 解 两粒子间的静电力大小为 两粒子间的万有引力为
解释一下计算出的电力很小的原因。

5 = 6.1.3 电场强度 1. 电场  超距作用 电荷 电荷  场的概念 电荷 电场 电荷  电场的特点:
电场强度 1. 电场  超距作用 电荷 电荷  场的概念 电荷 电场 电荷  电场的特点: (1) 对位于其中的带电体有力的作用 (2) 带电体在电场中运动, 电场力要作功 2. 电场强度 带电量足够小 检验电荷 质点 在电场中： = =

6 电场中某点的电场强度的大小等于单位电荷在该点受力的大小，其方向为正电荷在该点受力的方向。
定义： 电场强度叠加原理 点电荷产生的场 点电荷系： 点电荷系在某点P产生的电场强度等于各点电荷单独在该 点产生的电场强度的矢量和。这称为电场强度叠加原理。

7 连续分布带电体: P  : 电荷线密度  :电荷面密度  :电荷体密度

8 例 求电偶极子在中垂线上一点产生的电场强度。 解 P r

9 r a dq 例 长为L的均匀带电直杆，电荷线密度为 它在空间一点 P 产生的电场强度。（P点到杆的垂直距离为 a ） 求 解 y P
x y O P r  a 2 1 dq 由图上的几何关系

10 讨论 无限长直导线

11 例 半径为R 的均匀带电细圆环，带电量为q 求 圆环轴线上任一点P 的电场强度 解 O x P r  R dq

12 由于圆环上电荷分布关于x 轴对称 讨论 (1) 当 x = 0（即P点在圆环中心处）时， (2) 当 x>>R 时 可以把带电圆环视为一个点电荷

13 例 求面密度为的圆板轴线上任一点的电场强度 解 x O P r R

14 已知圆环带电量为q ，杆的线密度为 ，长为L
例 已知圆环带电量为q ，杆的线密度为 ，长为L 求 杆对圆环的作用力 解 R q L O x

15 例 求电偶极子在均匀电场中受到的力偶矩。 解 相对于O点的力矩： 讨论 (1) 力偶矩最大 (2) 力偶矩为零 (电偶极子处于稳定平衡） (3) 力偶矩为零 （电偶极子处于非稳定平衡）