9.2 電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度9.2.1 電場(chǎng) 后來:法拉第提出近距作用,并提出力線和場(chǎng)的概念.早期：電磁理論是超距作用理論.電荷 電荷 電荷 電荷 電場(chǎng) 電場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形態(tài),它分布在一定范圍的空間里,并和一切物質(zhì)一樣,具有能量、動(dòng)量、質(zhì)量等屬性.電場(chǎng)的特點(diǎn):(1)對(duì)位于其中的帶電體有力的作用;(2)帶電體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力要做功.2/2/20239.2.2 電場(chǎng)強(qiáng)度1.試驗(yàn)電荷q0帶電量足夠小點(diǎn)電荷例:將同一試驗(yàn)電荷 q0 放入電場(chǎng)的不同地點(diǎn)：q0 所受電場(chǎng)力大小和方向逐點(diǎn)不同.電場(chǎng)中某點(diǎn)P處放置不同電量的試驗(yàn)電荷:所受電場(chǎng)力方向不變，大小成比例地變化.電場(chǎng)力不能反映某點(diǎn)的電場(chǎng)性質(zhì).2/2/2023比值 與試驗(yàn)電荷 無關(guān)，僅與該點(diǎn)處電場(chǎng)性質(zhì)有關(guān).2.電場(chǎng)強(qiáng)度E 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大小,等于單位試驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受到的電場(chǎng)力的大小,其方向與正的試驗(yàn)電荷受力方向相同.單位：牛頓/庫侖(N/C)或伏特/米(V/m).2/2/20239.2.3 點(diǎn)電荷與點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)強(qiáng)度1.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度 qq0試驗(yàn)電荷q0所受的電場(chǎng)力為:由場(chǎng)強(qiáng)的定義可得場(chǎng)強(qiáng)為:點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)(1)的大小與 q 成正比，與 r2成反比；(2)的方向取決于 q 的符號(hào).討論2/2/2023 點(diǎn)電荷的電場(chǎng)是輻射狀球?qū)ΨQ分布電場(chǎng).2/2/20232.點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)強(qiáng)度 設(shè)空間電場(chǎng)由點(diǎn)電荷q1、q2、qn激發(fā).則各點(diǎn)電荷在P點(diǎn)激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)分別為:P點(diǎn)的總場(chǎng)強(qiáng)為:點(diǎn)電荷系在某一點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，等于每一個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)分別產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理2/2/20233.連續(xù)分布的任意帶電體場(chǎng)強(qiáng)整個(gè)帶電體在P點(diǎn)產(chǎn)生的總場(chǎng)強(qiáng)為:在帶電體上任取一個(gè)電荷元 dq，dq在某點(diǎn)P處的場(chǎng)強(qiáng)為:電荷線密度:電荷面密度:電荷體密度2/2/2023矢量積分步驟：(1)選取坐標(biāo)系;(5)分別積分：;(6)寫出合場(chǎng)強(qiáng)：.(4)根據(jù)幾何關(guān)系統(tǒng)一積分變量;(2)選積分元，寫出;(3)寫出 的投影分量式:;2/2/20239.2.4 電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算例：電偶極子的場(chǎng)強(qiáng) 有兩個(gè)電荷相等、符號(hào)相反、相距為l 的點(diǎn)電荷+q和-q，它們?cè)诳臻g激發(fā)電場(chǎng)。若場(chǎng)點(diǎn)P到這兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離比 l 大很多時(shí)，這兩個(gè)點(diǎn)電荷構(gòu)成的電荷系稱為電偶極子.+q-q由-q指向+q的矢量 稱為電偶極子的軸稱為電偶極子的電偶極矩(電矩)，用表示(1)電偶極子軸線延長(zhǎng)線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度;下面分別討論：(2)電偶極子軸線的中垂線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度.2/2/2023解:(1)延長(zhǎng)線上:2/2/2023（2)中垂線上：-q+qlyPEE+E-yxO2/2/2023aPxyO它在空間一點(diǎn)P產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度.（P點(diǎn)到桿的垂直距離為a)解:dqr由圖上的幾何關(guān)系:21例:長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻帶電直桿，電荷線密度為.求:2/2/2023(1)a L 桿可以看成點(diǎn)電荷討論(2)無限長(zhǎng)帶電直線aPxyOdqr212/2/2023圓環(huán)軸線上任一點(diǎn)P 的電場(chǎng)強(qiáng)度.RP解:dqOxr例:半徑為R 的均勻帶電細(xì)圓環(huán)，帶電量為q.求:圓環(huán)上電荷分布關(guān)于x 軸對(duì)稱 x2/2/2023(1)當(dāng) x=0（即P點(diǎn)在圓環(huán)中心處）時(shí)，(2)當(dāng) xR 時(shí),可以把帶電圓環(huán)視為一個(gè)點(diǎn)電荷.討論RPdqOxrx2/2/2023求面密度為 的帶電薄圓盤軸線上的電場(chǎng)強(qiáng)度 解：PrxO例：R2/2/2023(1)當(dāng)R x，圓盤可視為無限大薄板(2)E1E1E1E2E2E2(3)補(bǔ)償法pxO討論2/2/2023