第五章静电场51库仑定律:真空中两个静止的点电荷之间相互作用的静电力F的大小与它们的带电量q1、q2的乘积成正比,与它们之间的距离r的二次方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线。F
q1q240r21
基元电荷:e160210
19
C
;0真空电容率88510
12
140
89910
9
52
F
q1q2库仑定律的适量形式r40r21
Fq0
r为位矢
53场强E
54E
FQrq040r3
55电场强度叠加原理(矢量和)56电偶极子(大小相等电荷相反)场强E
P电偶极距Pql40r3
1
57电荷连续分布的任意带电体EdE均匀带点细直棒58dExdEcos
140
r
dq
2
r
dxcos40l2
dxsi
40l2
59dEydEsi
510E
si
si
aicosasosj40r
j20r
511无限长直棒E
512
E
dE在电场中任一点附近穿过场强方向的单位面积的电场线数dS
513电通量dEEdSEdScos514
dEEdS
515EdEEdS
s
516E
EdS
s
封闭曲面
高斯定理:在真空中的静电场内,通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的电荷的电量的代数和的1
0
f517
EdSq
S0
1
若连续分布在带电体上
1
0
Q
dq
519E
Q(rR均匀带点球就像电荷都集中在球心r40r2
均匀带点球壳内部场强处处为零
1
520E0rR521
E
无限大均匀带点平面(场强大小与到带点平面的距离无关,垂直向外(正电荷))20
Qq011电场力所作的功40rarb
静电场力沿闭合路径所做的功为零(静电场场强的环流恒等于零)
522Aab523
Edl0
L
524电势差UabUaUb525电势Ua
b
a
Edl
无限远
a
Edl注意电势零点
526AabqUabqUaUb电场力所做的功527
U
Q40r
带点量为Q的点电荷的电场中的电势分布,很多电荷时代数叠加注意为rr
528Ua
4r
i1
qi
电势的叠加原理
0i
529
Ua
U
P
dq40r
电荷连续分布的带电体的电势
Q
530
40r3
电偶极子电势分布,r为位矢,Pqlr
531U
Q40Rx
2212
半径为R的均匀带电Q圆环轴线上各点的电势分布
536WqU一个电荷静电势能,电量与电势的乘积537E
或0E静电场中导体表面场强0
q孤立导体的电容U
孤立导体球
538
C
539U
Q40R
540C40R孤立导体的电容541
C
q两个极板的电容r