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1、第第第第五五五五章章章章静止电荷的电场静止电荷的电场静止电荷的电场静止电荷的电场本章学习内容本章学习内容本章学习内容本章学习内容1.1.1.1.了解静电现象和电荷量子化的概念。了解静电现象和电荷量子化的概念。了解静电现象和电荷量子化的概念。了解静电现象和电荷量子化的概念。2.2.掌握用库仑定律和电场叠加原理，计算掌握用库仑定律和电场叠加原理，计算掌握用库仑定律和电场叠加原理，计算掌握用库仑定律和电场叠加原理，计算点电荷、点电荷系和几何形状简单的带电点电荷、点电荷系和几何形状简单的带电点电荷、点电荷系和几何形状简单的带电点电荷、点电荷系和几何形状简单的带电体形成的电场。体形成的电场。体形成的电场
2、。体形成的电场。3.3.掌握电通量的概念，理解并能应用高掌握电通量的概念，理解并能应用高掌握电通量的概念，理解并能应用高掌握电通量的概念，理解并能应用高斯定理计算电荷均匀分布的带电系统的斯定理计算电荷均匀分布的带电系统的斯定理计算电荷均匀分布的带电系统的斯定理计算电荷均匀分布的带电系统的电场强度。电场强度。电场强度。电场强度。4.4.理解静电力为保守力的特征，掌握环理解静电力为保守力的特征，掌握环理解静电力为保守力的特征，掌握环理解静电力为保守力的特征，掌握环路定理、电势的计算和场强与电势的微路定理、电势的计算和场强与电势的微路定理、电势的计算和场强与电势的微路定理、电势的计算和场强与电势的微
3、分关系。分关系。分关系。分关系。第一节第一节第一节第一节电荷电荷电荷电荷 库库库库仑定律仑定律仑定律仑定律一、电荷的种类一、电荷的种类电荷是一种物质属性电荷是一种物质属性正电荷正电荷负电荷负电荷同性相斥、异性相吸。同性相斥、异性相吸。宏观物体的电荷源于其微观粒子的带电宏观物体的电荷源于其微观粒子的带电!电子、质子、中子电子、质子、中子1.1电荷电荷Electric Charges二、电量与电荷的量子化二、电量与电荷的量子化物体带电量都是基本电荷的整数倍。物体带电量都是基本电荷的整数倍。电量：带电体所带电荷的多少称为电量。电量：带电体所带电荷的多少称为电量。（SI)单位单位:库仑（库仑（C)正电
4、荷电量为正值，负电荷电量为负值。正电荷电量为正值，负电荷电量为负值。总电量为正、负电量之和。总电量为正、负电量之和。注：注：1、在研究宏观规律时，电量远大于基本电荷。、在研究宏观规律时，电量远大于基本电荷。可忽略电荷量子性，认为电荷是可忽略电荷量子性，认为电荷是连续分布。连续分布。但讨论微观机制时，还要考虑量子性。但讨论微观机制时，还要考虑量子性。2、点电荷：当电荷本身的线度比所研究的距、点电荷：当电荷本身的线度比所研究的距离小得多时，可视为带电点。离小得多时，可视为带电点。电荷本身的线度电荷本身的线度 R, 相当于点电荷的场。相当于点电荷的场。3.场强极大值位置：场强极大值位置：令令例4.
5、利用带电量为利用带电量为 Q ，半径为半径为 R 的均匀带的均匀带电圆环在其轴线上任一点的场强公式：电圆环在其轴线上任一点的场强公式：推导一半径为推导一半径为 R、电荷面密度为电荷面密度为 的均匀的均匀带电圆盘在其轴线上任一点的场强带电圆盘在其轴线上任一点的场强，并进，并进一步推导电荷面密度为一步推导电荷面密度为 的的“无限无限大”均均匀带电平面的场强。匀带电平面的场强。解：解：（方法一）方法一）设盘心设盘心 o 点处为原点，点处为原点，x 轴沿轴线轴沿轴线 方向，如图所示，在任意半径方向，如图所示，在任意半径 r 处取一宽为处取一宽为 dr 的的圆环，其电量圆环，其电量drldrl解：解：（
6、方法二）方法二）设盘心设盘心 o 点处为原点，点处为原点，x 轴沿轴轴沿轴线方向，如图所示，在任意半径线方向，如图所示，在任意半径 r 处取一宽为处取一宽为 dr 的圆环，其电量的圆环，其电量解：解：（方法二）方法二）设盘心设盘心 o 点处为原点，点处为原点，x 轴沿轴轴沿轴线方向，如图所示，在任意半径线方向，如图所示，在任意半径 r 处取一宽为处取一宽为 dr 的圆环，其电量的圆环，其电量当当 时，即为时，即为“无限大无限大”带电平面。带电平面。“无限大无限大”均匀带电平面附近，均匀带电平面附近，电场是个均匀场电场是个均匀场相当于一个点电荷的电场相当于一个点电荷的电场1.电荷守恒定律电荷守恒
7、定律2.电荷量子化电荷量子化3.库仑定律库仑定律4.电场强度电场强度5.场叠加原理场叠加原理6.电场强度计算方法电场强度计算方法(1）由定义）由定义（2）点电荷系）点电荷系（3）矢量积分法）矢量积分法连续带电体连续带电体典型静电场：典型静电场：点电荷：点电荷：均匀带电圆环轴线上：均匀带电圆环轴线上：无限长均匀带电直线：无限长均匀带电直线：无限大均匀带电平面：无限大均匀带电平面：思考思考. .在真空中有两个相对的平行板，相距在真空中有两个相对的平行板，相距为为d d，板面积均为板面积均为S S，分别带分别带+q+q和和-q-q的电量。的电量。有人说，根据库仑有人说，根据库仑定律，两板间作用力：定
8、律，两板间作用力：又有人说，又有人说，问以上说法对不对问以上说法对不对? ?为什么为什么? ?答：均不对。答：均不对。 视为点电荷；视为点电荷；似乎是把带电平板看成是无限大似乎是把带电平板看成是无限大其中其中带等量异号电荷带等量异号电荷q q的大平板间的场强的大平板间的场强 中的中的E E 受力电荷受力电荷q q所在处、场源电荷所所在处、场源电荷所激发的电场强度。激发的电场强度。所以，如果带电平板的线度所以，如果带电平板的线度二板间距二板间距d d时，时，+q+q受受-q-q的作用力的大小为：的作用力的大小为：课堂练习课堂练习求均匀带电细杆延长线上一点的场强。已知求均匀带电细杆延长线上一点的场强。已知 q ,L,a - -+ += =L)xaL(dxE0204pepel l204)xaL(dqdE- -+ += =pepe)(aLa+ +- -= =1140pepel l)()(aLaqaLaLqL+ += =+ += =0044pepepepeLaEdrPOdxx
