第第5章章静静电场本章习题 P1545-1, 5-2, 5-4, 5-5, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10(1), 5-11, 5-12, 5-13, 5-15, 5-16重要的物理量重要的常数本章主要内容静电场的基本定律：库仑定律库仑定律静电场的两个基本定理：高斯定理高斯定理和环路定理环路定理描述静电场的两个基本物理量：电场强度电场强度和电势电势5.1库仑定律5.2高斯定理5.3静电场力的功 电势5.4静电场中的电介质5.5静电场的能量第一第一节 库仑定律（定律（Coulombs law）CharlesAugustindeCoulomb1736-1806French库仑扭秤(torsionbalance)第一节 库仑定律（Coulombs law）5.1.1电荷的性质2.电荷守恒定律在孤立系统中，电荷的代数和保持不变（自然界的基本守恒定律之一！）第一节 库仑定律（Coulombs law）第一节 库仑定律（Coulombs law）5.1.2库仑定律2.库仑定律：12矢量表达式矢量表达式：第一节 库仑定律（Coulombs law）5.1.2库仑定律在SI制下：解解: :（微观领域中,万有引力比库仑力小得多,可忽略不计。）第一节 库仑定律（Coulombs law）5.1.2库仑定律3.静电力叠加原理多个点电荷对某一点电荷的作用力等于各个点电荷单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和 电荷连续分布情况：带电体对 P P 点处的点电荷的静电力： 的方向5.1.2库仑定律3.静电力叠加原理O第一节 库仑定律（Coulombs law）5.1.3电场和电场强度（electricfieldstrength）1. 静电场(electrostaticfield)实验证实了两静止电荷间存在相互作用的静电力，但其相互作用是怎样实现的？电 荷荷电 场电 荷荷场是一种特殊形态的物质静电场：与观察者相对静止的电荷产生的电场，不随时间变化。场源电荷（chargeoffieldsource）：激发电场的电荷。第一节 库仑定律（Coulombs law）5.1.3电场和电场强度2. 电场强度(electricfieldstrength)（试探电荷为点电荷、且电量足够小,故对原电场几乎无影响）5.1.3电场和电场强度3. 点电荷的电场强度由静电力的叠加原理得 所受合力 点电荷 对 的作用力 故 处总电场强度 证明：证明：在P点放置试探电荷5.1.3电场和电场强度4. 电场强度的叠加原理 电荷连续分布情况电荷体密度电荷体密度电荷线密度电荷线密度电荷面密度电荷面密度例例5-1 求电偶极子中垂线上任一点的电场强度。电偶极矩电偶极子:两个相距很近的等量异号电荷所组成的带电系统。由由对称性有称性有分析解：(1)（点电荷电场强度）(2)(3)讨论例例均匀均匀带电薄薄圆盘轴线上的上的电场强度。度。解：解：由例5-2（点电荷电场强度）无限大均匀带电平面的电场强度讨论第二第二节 高斯定理（高斯定理（Gausss law/Gausss flux Gausss law/Gausss flux theoremtheorem）5.2.1电场线 (electricfieldline)电场的图示法1.曲线上每一点的切线方向为该点电场方向2.通过垂直电场方向单位面积的电场线数为该点电场强度的大小点电荷的电场线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带电平行板电容器的电场线+ + + + + + + + + + + + 电场线特性（1）电场线不闭合、不中断，起于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远)（2）任何两条电场线不相交（3）电场线的疏密程度与电场强度的大小有关通过电场中某一个面的电场线数电场线数叫做通过这个面的电场强度通量。5.2.2电场强度通量（electricflux）标量 SS非均匀电场强度电通量非均匀电场强度电通量 闭合曲面的电场强度通量闭合曲面的电场强度通量例例如图所示，有一个三棱柱体放置在电场强度的匀强电场中。求通过此三棱柱体的电场强度通量。规定规定：法线的正方向指向闭合曲面的外侧。解：解：（与面外电荷无关，闭合曲面称为高斯面）5.2.3高斯定理+真空中点电荷位于球面中心真空中点电荷位于球面中心高斯定理高斯定理库仑定律定律电场强度叠加原理度叠加原理5.2.3高斯定理1.高斯定理的导出若点电荷不在球面的球心，结果是否不同？点电荷在任意封闭曲面内点电荷在任意封闭曲面内+点电荷点电荷在封闭曲面之外在封闭曲面之外由由多个点电荷产生的电场多个点电荷产生的电场高斯定理高斯定理4）高斯面上的高斯面上的电场强度度为所有所有内外内外电荷荷的的总电场强度度.3）仅高斯面内的高斯面内的电荷荷对高斯面的高斯面的电场强度通量度通量有有贡献献.1）高斯面高斯面为封封闭曲面曲面.5）静静电场是是有源有源场.2）穿穿进高斯面的高斯面的电场强度通量度通量为负，穿出，穿出为正正.小 结 *讨论