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1、第七章 静 电 学 武秀荣编 山西农业大学物理系 荣 胚 琵 迹 酞 勘 炮 动 扯 氛 休 摈 髓 重 膏 尤 嚣 甚 姓 了 潮 弗 角 嫡 蛹 拣 际 忘 期 蛛 板 肖 七 章 节 静 电 学 七 章 节 静 电 学 1了解电荷、电量、电荷守恒定律及其量子化概念。 2掌握电场强度的概念及叠加原理，并能计算典型带 电体（点电荷组、一段带电直线、带电圆环、带电圆盘）形 成的电场分布。 3理解静电场的高斯定理和环路定理的意义，并能应 用高斯定理计算电荷呈简单对称分布（球对称、轴对称、面 对称）情况下的电场强度。 4掌握电势、电势能的概念及叠加原理，能计算典型 带电体形成的电势分布（从点电荷的
2、电势出发；从已知的电 场强度分布出发）。 5理解电场强度和电势梯度的关系，并能从电势出发 计算电场强度。 基本要求 第七章 静 电 学 摔 往 袒 锄 潜 媳 拯 谍 岁 步 郑 疫 镁 岗 郑 撇 苫 廉 蔬 阐 躁 霉 美 过 疗 各 典 青 鼎 僚 参 滓 七 章 节 静 电 学 七 章 节 静 电 学 7-1 电荷 库仑定律 一、 电荷 摩擦起电和雷电，物体具有吸引轻物体的能力，就称 它为带电体，并说他带有电荷 电性力：同号相斥、异号相吸 电荷量：物体带电的多少 第七章 静 电 学 研究内容： 静电场 最后讨论E与 U的微分关系 从电荷在电场中受力 电场强度E 高斯定理 从电荷运动时电
3、场力做功 电势U 环流定理 1、电荷 两种电荷：正电荷和负电荷 坷 掉 恭 莆 版 礁 幢 堑 擦 寝 蟹 窗 胺 福 龟 分 鳖 诞 阂 蓝 市 遍 止 驭 尤 吝 照 飘 裹 誉 言 旱 七 章 节 静 电 学 七 章 节 静 电 学 对于一个系统，如果没有净电荷出入其边界，则系统 正负电荷的代数和保持不变。 如： 2、电荷守恒定律 宏观带电体的带电量qe，准连续 夸克模型 e=1.60210-19库仑，为电子电量 3. 电荷量子化 崎 讣 碧 盅 樟 捉 咐 哥 及 淀 狙 赏 骸 曰 势 楷 喉 覆 臂 比 脉 特 歉 睁 檄 肃 郎 窑 垫 雹 凄 以 七 章 节 静 电 学 七 章
4、 节 静 电 学 点电荷：可以简化为点电荷的条件: dr Q1 d 观察点 P r 库仑 q1 q2 r12 二、库仑定律 库仑定律：真空中，两个静止点电荷间相互作用力与其电荷量q1和q2 的乘积成正比，而与这两点电荷之间的距离r12（或r21）的平方成反比， 作用力的方向沿两个点电荷的连线，同号相斥，异号相吸。 （1）1785年，法国库仑（C.A.Coulomb) （2）适用于点电荷， （3）叠加性 q0 q 1 q 2 r02 F 2 r01 F 1 F 说明： 0=8.8510-12C2m-2 N-1 逐 财 础 题 典 臼 肖 印 楚 囊 豌 填 直 苯 洽 谊 卑 慑 酚 祥 咙 裴
5、 踩 公 眩 照 读 懈 蹈 六 制 船 七 章 节 静 电 学 七 章 节 静 电 学 例1 按量子理论，在氢原子中，核外电子快速地运动着，并以一定的概率 出现在原子核（质子的周围各处，在基态下，电子在半径0.52910-10 的球面附近出现的概率最大.试计算在基态下,氢原子内电子和质子之间的静电 力和万有引力,并比较两者的大小.引力常数为G=6.6710-11Nm2/kg2 解: 按库仑定律计算,电子和质子之间的静电力为 应用万有引力定律, 电子和质子之间的万有引力为 由此得静电力与万有引力的比值为 抑 儡 腊 性 告 崇 叮 陀 狰 抡 步 肉 侥 蛆 仇 校 胰 研 百 锑 钙 旧 恭
6、 唱 啮 挨 赵 苍 帚 唬 启 侣 七 章 节 静 电 学 七 章 节 静 电 学 可见在原子中,电子和质子之间的静电力远比万有引力大,故在处理电 子和质子之间的相互作用时,只需考虑静电力,万有引力可以略去不计. 而在 原子结合成分子,原子或分子组成液体或固体时,它们的结合力在本质上也都 属于电性力. 例2 设原子核中的两个质子相距4.010-15m,求此两个质子之间的静电力. 可见,在原子核内质子间的斥力是很大的。 质子之所以能结合在一起 组成原子核,是由于核内除了有这种斥力外还存在着远比斥力为强的引力 _核力的缘故。上述两个例题,说明了原子核的结合力远大于原子的结合 力, 原子的结合力又远大于相同条件下的万有引力。 解:两个质子之间的静电力是斥力,它的大小按库仑定律计算为 乍 隅 贩 睦 鸽 距 詹 禄 幌 帘 谚 淳 炯 啪 坚 淳 铡 帽 防 怨 窟 协 放 乳 埂 通 粱 谋 种 眶 舜 庇 七 章 节 静 电 学 七 章 节 静 电 学