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1、 一 掌握描述静电场的两个物理量电场强度 和电势的概念，理解电场强度 是矢量点函数，而电 势V 则是标量点函数.二 理解高斯定理及静电场的环路定理是静电场 的两个重要定理，它们表明静电场是有源场和保守场.三 掌握用点电荷电场强度和叠加原理以及高斯 定理求解带电系统电场强度的方法；并能用电场强度 与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度.四 掌握用点电荷和叠加原理以及电势的定义式 求解带电系统电势的方法.五 了解电偶极子概念，能计算电偶极子在均匀 电场中的受力和运动.教学基本要求教学基本要求第五章 静 电 场电 荷 电 荷 1、引入描述电场性质的两个物理量： 电场强度 E电势 V研究 E、
2、V 之间的关系。介绍计算E、 V 的几种方法。2、导出反映静电场性质的两条基本规律： 静电场的高斯定理静电场的环路定理 3、简单介绍带电体系的静电能电场5 1 电荷的量子化 电荷守恒定律 一 电荷的量子化 带电体的电荷是电子电荷的整数倍,电荷这种只能取离散 的、不连续的量值的性质,叫做电荷的量子化.电荷的单位 名称为库仑,电子电荷的绝对值为 e=1.602 10-19C二 电荷守恒定律: 在孤立系统中,不管系统中的电荷如何 迁移,系统的电荷的代数和保持不变.5 2 库仑定律 真空中两点电荷相互作用力真空中介电常数q2所受的（q1给它的）力。由施力电荷指向受力电荷的矢径方向上的单位矢量。实验证明
3、：库仑定律：符号含在“q”内。反之5 3 电场强度一、静电场 电场由电荷产生，相对于观察者静止的电场叫静电场。静电场的主要性质：1、电场有力的性质：2、电场有能的性质：3、电场对导体产生静电感应现象。对绝缘体（介质） 产生极化现象。电场中任何带电体都受到电场力作用。电场力可以移动电场中的带电体。 （电场力对带电体做功）二、电场强度定义：大小:等于单位正电荷受到的力。 方向:沿正电荷受力方向。1、电场强度 ：电场 “力的性质” 用 描述。三 点电荷的电场强度 由 E 的定义：只与场源电荷q有关。与试验电荷q0无关。 表示 q 指向 p 点的单位矢径。符号含在q中“q”为“+”时 ， 与 方向一致
4、。“q”为“-”时 ， 与 方向相反。四 电场强度叠加原理 试验电荷 q0 在点电荷系q1、q2、 q n 的电场中p点, 实验证明:电场中任一点处的总场强,等于各点电荷单独存在时 在该点各自产生的场强的矢量和。Er1ErnEr1、点电荷系电场中任意点p的场强：由场强的迭加原理：2、电荷连续分布带电体电场中任意点p的场强：电荷元：d q矢量积分用积分法计算场强的解题步骤:10 选择电荷元 dq;(视为点电荷)20 建立坐标系,写出dq 与座标变量的关系，写出p点 处 的大小40 当在带电体其他处取电荷元时,看 P点处 的方向是否发生改变. i) 否: 对 dE 直接积分,即ii) 是: 将 向
5、坐标轴投影, 得到 ,然后分 别对 积分,即方向与 方向一致结果:或30 画出p点处 的方向例1、真空中，长为L的直棒均匀带正电荷Q,求棒的延长线 上距棒端为a的p点的电场强度+ + +pLaQ解: 选择电荷元dqdq建立坐标系X 0画出p点处 的方向,取其他电荷元时 的方向不变, 所以可直接积分,即方向沿X轴正向例2、半径为 R 的 1/4 圆弧上均匀带电，电荷线密度为 ，求圆心 处场强 ？ 解：取d q或求：轴线上任一点的p场强？例3、半径为 r 的均匀带电圆环，总电量为 q ，解：取 d q由对称性知，E 沿 x 方向，只需计算EX 即可。E=EX讨论：方向： 沿x正向。例4、半径为 R
6、 的均匀带电圆盘，面电荷密度为 + ， 求：轴线上任一点 p 的场强。解：可视为许多小圆环组成。取半径为 宽为 的圆环代替上式中的 得方向：圆盘带电“ + ”，E 沿 x 正向。（若圆盘带电“- ”： E 沿 x 负向。）2讨论（1）无限大带电平面电场与距离无关！（相当于点电荷的场）例5、如图，已知细绳及圆环上分别分布着电荷Q，求 环心的电场强度。解：建立坐标如图 在 处取一电荷元 它在环心处的场强：整个细绳上的电荷在环心处的场强：圆环的电荷在环心处的场强：合场强例6、真空中，无限长的电荷线均匀带正电荷，单位长 度上的电荷为， d q在 P 点产生的场强为：E沿 y 方向， 只需求 在 y 方向的投影E y即可。由对称性知 ：Ex=0求直线外任一点P的场强 解：取d q ，方向：沿 y 轴正向。五 电偶极子的场强电偶极矩：A点:B点:思考： 任意点的场 强如何求？方向如图。方向如图。例7、无限大均匀带电平面中间有一圆孔，求轴上 =？两种方法圆环相减法例8、均匀带电球面，求轴上 =？关键：圆环宽度圆环电量
