静电场

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大学物理静电场

0
s q
（3）任意闭合曲面 s ，不包围电荷，点
电荷 q 位于闭合曲面外，情况如何？
有电场线连续，则穿入和穿出曲面 s 的电场线数相等，则穿出闭合曲面 s 的电场强度通量为零。
qi e E ds 0
s
q
0
（4）任意闭合曲面 s 内有点电荷 q1 , q2 ,, qn 曲面外有点电荷 Q1 , Q2 ,, Qn ，则通过该闭合曲面的电场强度通量
第五章静电场
静电场----相对于观察者静止的电荷产生的电场
稳恒电场—不随时间改变的电荷分布产生不随时间
改变的电场
两个物理量：
场强、电势；
一个实验规律：库仑定律；
两个定理：
高斯定理、环路定理
§1 电荷及其相互作用
摩擦起电和雷电：对电的最早认识
§8-1 电荷
库仑定律
电荷的种类：正电荷和负电荷
电性力：同号相斥、异号相吸电量：物体带电的多少使物体带点的方法： 1.摩擦起电
e E ds q 4 0 R q
2
ds
ds
q
0
（2）任意闭合曲面 s 内包围一点电荷q 以 q 为中心作一半径为 R 的球面，由于电场线
在空间连续不中断，显然通过球面与通过闭合曲面
s 的电场强度通量相等
即
q e E ds
s
x dE
电场强度的计算
dq
y
R
当dq 位臵发生变化时，它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。所以，由对称性
.
z
x
dE
dE
E y Ez 0
§3 静电场的高斯定理
电场线

静电场的概念与特点

静电场的概念与特点静电场是物理学中的一个重要概念，它涉及了电荷间相互作用、电场的形成和性质等内容。

本文将详细介绍静电场的概念与特点，并探讨其在日常生活和科学研究中的应用。

一、静电场的概念静电场是由静止电荷周围所产生的电场。

在这个概念中，电荷分布是静止不动的，即电荷之间没有电流和变化，因此形成了一种稳定的电场。

具体来说，在空间中存在着相互作用的正电荷和负电荷，在它们周围构成了电场区域。

通过电场能够传递电磁力，并影响周围的电荷运动。

二、静电场的特点1. 非接触性：静电场的作用是通过电荷之间的相互作用实现的，而不需要物体之间的接触。

这是与其他力的区别之一。

2. 长程相互作用：静电场的作用范围很大，可以延伸到很远的距离。

根据库仑定律，两个电荷之间的相互引力或排斥力与它们之间的距离的平方成反比。

这使得静电场的作用不会受限于距离的远近。

3. 无方向性：静电场是一种无方向性的力，即电荷受到的力的大小只与周围的电荷数量和距离有关，而与电荷的位置无关。

这与重力等力不同，重力是一种有方向性的力。

4. 叠加性：静电场具有叠加性质，即多个电荷所产生的电场可以叠加。

根据叠加原理，每个电荷受到的总电场是多个电荷所产生的电场的矢量和。

5. 存在电势差：静电场中存在着电势差，这是指电荷从一个位置移动到另一个位置所需的能量差。

与电场密切相关的电势差是衡量电荷能量的一个重要指标。

6. 静电屏蔽：在一些特殊情况下，静电场可以被导体所屏蔽。

导体内部的电荷会在受到外部电场的作用下重新分布，从而抵消外部电场的效应。

这种现象被广泛应用于静电保护和电磁屏蔽等领域。

三、静电场的应用1. 静电除尘：静电场可以通过电荷的吸引力来移除空气中的尘埃粒子。

这种技术在空气净化系统和工业生产中被广泛采用。

2. 静电喷涂：静电场可以被用于涂层的均匀喷涂。

静电力使涂料颗粒电荷改变，从而实现喷涂效果的提高。

3. 静电除湿：静电场可以通过电荷作用将湿气从空气中去除，提高室内的湿度控制能力。

高中物理-静电场

七静电场一、基本概念和规律1．库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在两点电荷的连线上。

(2)公式：F＝k Q1Q2r2，式中的k＝9×109 N·m2/C2，叫静电力常量。

(3)适用条件：点电荷且在真空中。

2．电场、电场强度(1)电场：电场是电荷周围存在的一种物质，电场对放入其中的电荷有力的作用。

静止电荷产生的电场称为静电场。

(2)电场强度①定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F与它的电荷量的比值。

②公式：E＝F q。

(3)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。

(4)叠加性：如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的电场强度是各场源电荷单独存在时在该点所产生的电场强度的矢量和。

3．点电荷电场强度的计算式(1)设在场源点电荷Q形成的电场中，有一点P与Q相距r，则P点的电场强度E＝k Qr2。

(2)适用条件：真空中的点电荷形成的电场。

4．电场线的用法(1)利用电场线可以判断电场强度的大小电场线的疏密程度表示电场强度的大小。

同一电场中，电场线越密集处电场强度越大。

(2)利用电场线可以判定电场强度的方向电场线的切线方向表示电场强度的方向。

(3)利用电场线可以判定场源电荷的电性及电荷量多少电场线起始于带正电的电荷或无限远，终止于无限远或带负电的电荷。

场源电荷所带电荷量越多，发出或终止的电场线条数越多。

(4)利用电场线可以判定电势的高低沿电场线方向电势是逐渐降低的。

(5)利用电场线可以判定自由电荷在电场中受力情况、移动方向等先由电场线大致判定电场强度的大小与方向，再结合自由电荷的电性确定其所受电场力方向，再分析自由电荷移动方向、形成电流的方向等。

5．电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。

(2)运算法则：平行四边形定则。

第七章静电场

＋＋＋＋
E、n
+q
＋＋＋＋
+ +
+
＋＋
的球面（ 2）作半径为r的球面（球体外） (r ≥ R) 作半径为的球面球体外） S
v E
v dS
由高斯定理：由高斯定理：
＋＋＋＋＋＋＋＋
+q
＋＋＋＋
第七章静电场
第一节电场电场强度
一电荷 1. 电荷单位：库仑(C) 单位：库仑 2. 电荷具有量子性电荷是电子电量e 电荷是电子电量 (e=1.602×10-19 C)的整数倍 × 3. 点电荷形状和大小可以忽略的带电体称为点电荷形状和大小可以忽略的带电体称为点电荷二库仑定律在真空中两个静止点电荷间的相互作用力为其中 k=1/4πε0 ε0=8.85×10-12 C2 N-1m-2 称为真空介电常数称为真空介电常数 ×
静电学基本实验定律之一
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三电场
1. 电场是存在于带电体周围空间的特殊物质. 电场是存在于带电体周围空间的特殊物质电场是存在于带电体周围空间的特殊物质. 场源电荷静电场
2. 静电场的两个重要特性 ① 力的性质放入电场中的任何电荷都受到电场力的作用. 放入电场中的任何电荷都受到电场力的作用. ② 能的性质电荷在电场中移动时，电场力对电荷作功. 电荷在电场中移动时，电场力对电荷作功.
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
r
00 R
②取高斯面S 取高斯面以球心为圆心，为半径作一球形高以球心为圆心，r为半径作一球形高斯面S。斯面。
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
S
③高斯公式左边：高斯公式左边：

静电场的性质和应用

静电场的性质和应用静电场，是由静电荷所形成的电场。

静电荷是指静止的电荷，其大小不随时间变化。

静电场则是由静电荷所产生的力场。

一、静电场的性质1. 可引起电荷间的相互作用：静电场中的正电荷和负电荷之间会产生相互吸引或相互排斥的力。

正电荷之间和负电荷之间的相互作用力均遵循库仑定律，即作用力与电荷之间的距离的平方成反比，与电荷的大小成正比。

2. 电场是矢量场：静电场既有大小，又有方向。

电场的大小由电荷的量和距离决定，电场的方向则由正电荷的运动方向决定。

3. 电荷密度与电场强度的关系：电场强度是描述电场的物理量，定义为单位正电荷所受到的电场力。

电场强度与电荷的密度呈正比，即电荷密度越大，电场强度越大。

4. 静电场的叠加原理：当存在多个电荷时，它们所产生的电场可以叠加。

对于点电荷，根据叠加原理可以求得总电场强度；对于连续电荷分布，则需要进行积分计算。

二、静电场的应用1. 静电除尘：静电场可用于工业上的除尘装置。

利用静电吸附的特性，将带有灰尘的气体通过带电板，使灰尘带电并沉积在板上，从而实现除尘的目的。

2. 静电喷涂：静电场可以用于喷涂行业。

通常会在喷涂枪上带有电荷，使喷出的颗粒带电，从而实现粒子在目标表面的均匀附着，提高喷涂效果。

3. 静电消毒：静电场可用于医疗卫生领域的消毒处理。

通过给予细菌带电，利用静电力使其迅速死亡，可以实现高效、无污染的消毒效果。

4. 静电除湿：静电除湿技术可用于一些对湿度要求较高的场合，如实验室、电子器件存储等。

通过静电作用，将空气中的水分子吸附到带电材料上，从而实现除湿的效果。

5. 静电印刷：静电场可用于印刷行业。

利用静电作用，使印刷版上的墨水带电，再通过电场的引导，将墨水均匀地传输到印刷材料上，实现高质量的印刷效果。

总结：静电场具有可引起电荷间相互作用、矢量场、叠加原理等性质。

在工业、医疗、印刷等领域有着广泛的应用。

静电场的研究和利用有助于推动科学技术的发展，为人类创造更多的便利和进步。

静电场

静电场的应用静电场，到底什么是静电场呢？静电场是指由静止电荷(相对于观察者静止的电荷)激发的电场．根据静电场的高斯定理，静电场的电场线,起于正电荷,终止于负电荷，或从无穷远到无穷远，故静电场是有源场．从安培环路定理来说它是一个无旋场．根据环量定理，静电场中环量恒等于零,表明静电场中沿任意闭合路径移动电荷，电场所做的功都为零，因此静电场是保守场．根据库仑定律，两个点电荷之间的作用力跟它们电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，即Ｆ＝kQ1Q2/r2,Ｋ为静电力恒量，约为牛米２/库２注意，点电荷是当带电体的距离比它们的大小大得多时，带电体的形状和大小可以忽略不计的电荷．那么静电场又有那些特性呢？（一）明确静电场的物质特性。

静电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，是物质的一种形态，只要有电荷就有电场这种物质，它的存在是通过对放入电场中的电荷受电场力的作用表现出来的。

不管电场中是否放入电荷，但电场这种物质都是客观存在的。

（二）明确静电场的力特性。

电场的基本特性是对放入电场的电荷电场力的作用。

电场具有力的性质。

为了描述这种特性引入电场强度这一概念。

可从物理意义、引入过程及适用范围三个方面进行比较．E ＝F/q是电场强度的定义式．引入检验电荷q是为了研究电场的力的性质．实际上场强的大小跟检验电荷的电量q的大小无关，场强大小反映了电场的强弱，由电场本身的性质决定．这个公式适用于一切电场，包括变化磁场所产生的感应电场．E＝kQ/r2是真空中的点电荷Q产生的场强的决定式，即场强大小跟场源电荷的电量Q成正比，距离场源电荷的距离r的平方成反比．它是根据定义式和库仑定律公式推出的．它只适用于点电荷在真空中所产生的电场．WAB＝qUAB＝Eqd，其中d是A、B两点沿场强方向的距离．公式反映了匀强电场中场强跟电势差的关系．它是在匀强电场中根据求功公式和导出的．所以这个公式只适用于匀强电场．电磁场有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。

静电场ppt课件

性质
电场线始于正电荷，终止于负电荷，不闭合也不相交。
应用
通过电场线的分布可以直观地了解电场的强弱和方向，有助于解决实际问题。
04
静电场的物理效应
电场对带电粒子的作用
静电场对带电粒子产生力作用，使带电粒子在电场中受到电场力。电场力对带电粒子产生加速度，使带电粒子在电场中运动。
带电粒子在电场中运动时，会受到电场力做功，从而改变带电粒子的动能和势能。
静电除尘广泛应用于工业和环保领域，如燃煤电厂、垃圾焚烧厂等。
静电复印
静电复印
利用静电场将墨粉或色粉吸附在纸张上，通过显影、转印、定影等过程形成图像或文字。
原理
通过充电辊给纸张施加电荷，然后通过墨粉盒施加带相反电荷的墨粉，在电场力的作用下墨粉被吸附在纸张上形成图像。
应用
静电复印广泛应用于办公、印刷等领域。
电场强度
电场中某点的电场强度，等于单位正电荷在该点所受的电场力。
静电场的性质
方向性
电场线有方向，电场强度的方向与电场线垂直，并指向负电荷。
矢量性
电场强度是矢量，具有大小和方向。
独立性
电场中某点的电场Байду номын сангаас度由该点附近的电荷独立决定。
静电场的分类
按源分
按边界条件分
静电场可分为孤立导体静电力产生的静电场和电荷分布产生的静电场。
静电喷涂
静电喷涂
01
利用静电场将涂料微粒吸附在工件表面，通过热固化或交联固
化等过程形成涂层。
原理
02
工件接地后与喷枪电极之间形成高压电场，涂料微粒在电场力
的作用下被吸附在工件表面。
应用
03
静电喷涂广泛应用于汽车、家具、机械等领域，具有涂层均匀、

大学物理课件静电场

有限差分法求解边值问题
有限差分法原理
将连续的空间离散化为网格，用差分方程近似代替微分方程进行数值求解。
有限差分法的离散化方案
常见的离散化方案包括向前差分、向后差分和中心差分等。
有限差分法的求解步骤
建立差分方程、确定边界条件、采用迭代法或直接法求解差分方程得到近似解。
06 静电危害防护与安全措施
连续分布电荷系统势能计算方法
通过积分求解连续分布电荷的势能，需考虑电荷分布的空间范围和形状。
静电场能量密度和总能量
静电场能量密度定义
单位体积内静电场所具有的能量。
静电场能量密度计算公式
$w = frac{1}{2} varepsilon_0 E^2$，其中$varepsilon_0$为真空介电常数，$E$为电场强度。
静电场总能量计算
通过对静电场能量密度在空间上的积分，可求得静电场的总能量。
能量守恒定律在静电场中应用
能量守恒定律表述
在一个孤立系统中，无论发生何种变化，系统的总能量保持不变。
静电场中能量转化与守恒
在静电场中，电荷的移动和电场的变化都会伴随着能量的转化，但总能量保持不变。
应用实例
如电容器充放电过程中，电场能与电源提供的电能或其他形式的能量相互转化，但总能量不变。
分离变量法的适用范围
适用于具有规则几何形状和简单边界条件的静电场问题。
格林函数法求解边值问题
1 2
格林函数法原理
利用格林函数表示点源产生的场，并通过叠加原理求解任意源分布产生的场。
格林函数的性质格林函数具有对称性、奇异性和边界条件等性质。
3
格林函数法的应用步骤确定格林函数、将源分布表示为点源的叠加、利用格林函数求解场分布。

高中物理《静电场》知识梳理

高中物理《静电场》知识梳理
1. 静电场的基本概念和性质
静电场指的是由于空间中静止电荷所形成的电场。

其性质包括场强、电势、电势能等。

2. 静电场的电场强度
静电场的电场强度表示了单位正电荷在某一点处所受的电场力，其大小受到电荷量和距离的影响。

电场强度的方向与电荷正负有关。

3. 静电场的电势差和电势
电势差指的是两点之间移动单位电荷所需要做的功，而电势则是在某一点的电势差。

电势差和电势的计算可以利用库仑定律和高斯定理。

4. 静电场的电荷分布
在静电场中，电荷分布对于场强和电势分布都有影响。

主要包括均匀带电球面、均匀带电球体、均匀带电棒、均匀带电平板等情况。

5. 静电场的高斯定理
高斯定理可以用来计算电场强度、电势和电势能。

它表明了通过某一闭合曲面的场线束数与该曲面所包含的电荷量成正比，与曲面的形状无关。

6. 静电场的电势能
电势能指的是静电场中电荷所具有的势能，它的大小与电荷量、
电势差和位置有关。

静电场中的电势能可以用来计算电荷的移动和相互作用。

7. 静电场与导体
静电场中的导体可以影响场强和电势分布。

在外场作用下，导体表面的电荷会分布在表面上，而内部则是均匀的。

在导体内部，电场强度为零，电势分布为恒定值。

静电场的概念与性质

静电场的概念与性质简介：静电场是指在没有电流流动的情况下，由于电荷的分布而形成的一种电场。

静电场广泛应用于工业、科技和日常生活中，对人类社会的进步和发展起到了重要的推动作用。

本文将介绍静电场的概念、性质及其应用。

一、静电场的概念静电场是指在空间中存在电势差，或者说在空间中存在电荷分布导致电场存在的一种状态。

该电场是由静止的电荷所产生的，电荷的分布会影响电场的形状和强度。

静电场的存在使得电荷之间可以发生作用力，并且可以对周围物体产生影响。

二、静电场的性质1. 电场强度：电场强度表示单位正电荷在电场中所受的力的大小，用E表示，单位是牛/库仑。

通常情况下，电场强度的大小与距离电荷的远近和电荷量的大小有关。

2. 静电势能：静电势能是指物体由于所处的位置和周围电荷的分布而具有的能量。

静电势能与电荷的大小、所处的位置以及电场的强度相关。

3. 电场线：电场线是用来描述电场分布的一种方法。

电场线上的切线方向表示电场的方向，而电场线的密度表示电场强度的大小。

4. 高斯定律：高斯定律是静电学的基本定律之一，用来描述电场在闭合曲面上的性质。

该定律说明了闭合曲面上的电通量与该曲面所包围的电荷量之间的关系。

5. 等势面：等势面是指在同一电势下的点所组成的曲面。

在静电场中，等势面上的任意两点之间不需要经过移动而消耗能量。

三、静电场的应用1. 静电除尘：利用静电场的特性，可以实现对固体颗粒的除尘。

通过引入电荷或者使用电场力，可以使颗粒带电并被移除，从而达到清洁空气的目的。

2. 静电喷涂：静电喷涂是一种常见的涂装技术，利用静电场的作用，使得喷涂物质可以均匀地吸附在物体表面。

这种技术可以提高喷涂效果，并减少涂料的浪费。

3. 静电耦合技术：静电耦合技术是一种用于无线通信的技术，通过在设备间建立静电场来传输信息。

这种技术具有快速传输、高带宽和低功耗等优点，在无线通信领域有着广泛的应用。

4. 静电粉末涂层：静电粉末涂层是一种常见的表面处理技术，通过在物体表面涂覆静电粉末，然后利用静电场的作用使其附着在物体上。

第一章静电场

第一章静电场1、1电荷及其守恒定律一、电荷1.物体磁铁：物理具备迎合不磁铁轻小物体的性质，我们就说道它具有电荷。

2.两种电荷（美国科学家富兰克林命名）：（1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷（用正数表示）。

（2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷（用负电荷表示）。

二、物质的组成物质→分子→原子→原子核（质子与中子）电子自由电子：在金属中离原子核最远的电子往往脱离原子核的束缚而在金属中自由移动，这样的电子叫作自由电子。

三、起电方式1.摩擦起电（1）原因：相同物质的原子核束缚电子的本领相同。

（2）本质：电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子的物体带负电，失回去电子的物体拎正电。

（3）规律：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷。

（4）对象：绝缘体之间。

2.感应起电（1）静电感应现象：把电荷紧邻不磁铁的导体时，可以并使导体磁铁的现象，表示为静电感应现象。

（2）感应器起至电：利用静电感应并使物体磁铁叫作感应器起至电。

（3）原因：带电体对导体中的自由电子迎合或排挤导致。

（4）本质：电荷从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量不变。

（5）规律：近端带异种电荷，远端带同种电荷（近异远同）。

（6）对象：导体与带电体之间。

3.接触起电（1）碰触起至电：带电体和不磁铁导体碰触，总会存有一部分电荷从带电体跑到不带电导体上去，使它变成带电体，这种方法叫接触起电。

（2）本质：电荷从一个物体迁移至另一个物体上，电荷总量维持不变。

（3）电荷分配原则（完全相同的金属体）:a、一带一不带或都带同种平均分配；3.电荷间的相互作用（力）：同种电荷互相排斥，异种电荷互相迎合。

b、一带正另一带负先正负电荷中和再平均分配。

（4）对象:导体与带电体之间。

四、电荷守恒定律：内容：电荷既不能radioactive，也不能消失，它就可以从一个物体迁移至另一个物体或者物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。

什么是静电场静电场的特性有哪些

什么是静电场静电场的特性有哪些静电场是指在空间中存在电荷分布时所形成的一种电场。

当物体表面存在电荷分布时，周围的空间就会出现静电场，它具有以下几个特性。

特性一：无源性静电场是一种无源场，即没有电荷的产生和消失，只有电荷的重新分布。

在静电场中，电荷分布的改变会导致电场的变化，但电场的总能量保持不变。

这是因为电场的能量来源于电荷本身，而电荷是守恒的。

特性二：无旋性静电场是一种无旋场，即沿着任意闭合路径的线积分为零。

这意味着电场在任意闭合回路上的总功为零，不会产生环路效应。

这种特性使得静电场的能量转换更加简单。

特性三：赝标势性在静电场中，存在一个概念上的标势，称为电势。

电势是单位正电荷在电场中所具有的势能。

具有电场的物体在电势不同的地方会受到不同的力作用，从高电势区域到低电势区域会产生电场力。

电势与电场之间存在一种数学上的关系，称为赝标势的概念。

特性四：超距作用静电场具有超距作用，即电荷之间的作用力不受距离的限制。

两个电荷之间的作用力与它们之间的距离成反比，而且作用力的大小与它们的电荷量的乘积成正比。

这种超距作用使得静电场能够在空间中传递电荷的信息。

特性五：电场线分布静电场中可以通过画电场线来描述电场的分布情况。

电场线是一种表示电场强度方向的图示方法，在静电场中与电场的强弱成正比。

电场线从正电荷出发，指向负电荷，且不会相交。

电场线的密集程度表示了电场的强度大小。

综上所述，静电场是指存在电荷分布时所形成的电场，它具有无源性、无旋性、赝标势性、超距作用和电场线分布等特点。

了解静电场的特性，对于理解电磁现象和应用静电场具有重要意义。

(完整版)大学物理静电场

(
r
l 2
)2
1
(r
l 2
)2
1
E
(
r
l 2
)2
E
若r>>l，则有：
E 2ql 4 0r3
2Pe 4 0r3
写成矢量形式即为：
E 2Pe 4 0r3
电偶极子在电场中所受的力
如图所示 M=flSin
=qElSin =PeESin
则 M Pe E
f +
l
pe
f
θ
E
[例2] 如图示，求一均匀带电直线在 O点的电场。
3、电荷的量子化 e =1.6021892±0.0000046×10-19C 密里根油滴实验
二、库仑定律（Coulomb’s Law)
1、库仑定律
F
k
q1q2 r122
其中 k 1
4 0
0 8.85 1012C 2N 1m2
2、矢量性：
1 Qq
F
4 0
r2
r0
r0 F
与电荷电性无关（指研究对象）的方向与电荷电性及r0 有关
r2
Cos
5、选择积分变量
选作为积分变量，则
l = atga =atg(-/2)
=-aCtg dl=aCsc2 d r2=a2+l2=a2+a2Ctg2
=a2Csc2 所以有：
Y
dE
X
θ2
0
aa
r
a
θ1
q
dl
l
dEX
1 4 0
Cos aCsc2d a2Csc2
1 4 0
d a
Cos
大学物理（下）

第7章静电场

合力
f fi
i
如果带电体Q可以看作电荷连续分布
可将带电体分解成无穷多的点电荷（dq）
再利用电场叠加原理计算场强。 dq在场点P贡献场强分量为：场点P
r
dq
带电体Q
1 dq r 3 4 π 0 r 1 dq r 场点P处实际场强为：E dE 3 4π 0 r (Q ) (Q )
fi
q
q1
ri
fi
qi
q2
q实际所受的库仑力
f

i
1 qqi r 3 i i 4 π 0 ri
——叠加原理是静电学理论的重要基础。
§7.3 电场
电场强度
一、电场（Electric Field）
1、电场的概念
19世纪以前人们认为：电荷之间为“超距作用” 即：这种相互作用的发生不需媒介、不需时间。
r

点电荷的场强方向沿矢径：若q>0，同向；若q<0，反向；

点电荷的场强大小与r2成反比；点电荷的场强分布是球对称的。
（当q<0） E （当q>0） r q
E
2、电荷系的场强如果带电体由多个点电荷组成: 试验电荷q0所受库仑力=？
场点P
q0
ri
q1
qi
由库仑定律：q0受任一电荷qi的分力为：
dq dS 2πrdr 由例2已算得圆环dq的电场： xdq xrdr dE 沿x轴方向 2 2 32 2 2 32 4π 0 x r 2 0 x r
dE E
R
4π 0 x r
2

xdq
2 32

什么是静电场静电场的作用有哪些

什么是静电场静电场的作用有哪些什么是静电场？静电场的作用有哪些？静电场是指由于电荷分布的不均匀而形成的电场。

它是一种特殊的电场，主要由带电物体产生，并在周围空间中存在。

静电场在自然界中广泛存在，比如电力设备、塑料摩擦、雷电等现象都与静电场有关。

接下来，我们将介绍静电场的具体作用。

1. 静电力作用：静电场的主要作用是引起静电力作用。

当两个带电物体之间存在静电场时，它们会相互吸引或者相互排斥。

这是由于静电场中的电荷产生力的作用。

例如，当我们将一个带正电的橡皮球靠近一个带负电的橡皮球时，它们会相互吸引，并产生静电力。

这种静电力的作用也是静电器械的基础，如静电喷涂、静电除尘等。

2. 带电物体的装饰和保护：静电场还常常用于带电物体的装饰和保护。

通过控制静电场可以使带电物体表面附着颜色、图案等，比如静电贴纸、静电墙纸等。

此外，静电场还可以用来保护物体，如防止带电物体在运输过程中产生火花，避免引发爆炸等事故。

3. 静电场在设备中的应用：静电场在许多电子设备中也有重要的应用。

例如，静电场在传感器中常被用来测量电荷、电场强度等物理量。

此外，在激光打印机、复印机、喷墨打印机中，静电场也用于产生电荷，使墨粒悬浮和定位，并在纸张上形成图像。

这些应用都离不开对静电场的精确控制和调节。

4. 静电场对健康的影响：静电场还会对人体健康产生一定的影响。

长期暴露在静电场中，可能会引起皮肤干燥、头发蓬松等现象。

此外，在医疗领域中，静电场也有一定的应用，比如通过静电除颗粒装置清除手术室中的微粒，减少术后感染的风险。

综上所述，静电场是由带电物体产生的特殊电场。

它不仅可以引起静电力的作用，还广泛应用于装饰、保护、电子设备等领域。

同时，静电场对人体健康也会产生一定的影响。

因此，对静电场的研究和应用具有重要的科学意义和实际价值。

静电场的概念

静电场的概念静电场是指由静电荷所产生的电场。

在物质中存在正电荷和负电荷，当它们分离时就产生了静电荷，这些静电荷在周围产生电场。

静电场是与静电荷密切相关的，是一种描述和度量静电力的物理量。

静电场的概念最早由法国科学家库仑在18世纪提出。

他通过实验观察到带电体之间的相互作用，并用数学公式来描述这种相互作用。

根据库仑定律，两个静电荷之间的作用力与它们之间的距离成反比，与它们的电量成正比。

这个公式是静电场概念的基础，它把静电场的强度和静电荷的电量联系起来。

在一个给定点P处，静电场的强度就是在该点处作用于单位正电荷上的力。

换句话说，静电场是以正电荷为参照物来定义的。

我们可以通过在该点处放置一个单位正电荷，并测量所受到的力来确定静电场的强度。

静电场强度的单位是牛/库仑（N/C）。

静电场有一些基本特性。

首先，静电场是一个矢量场，具有方向和大小。

静电场的方向是由正电荷指向负电荷的方向。

其次，静电场遵循叠加原理，即如果有多个电荷同时存在，它们产生的静电场可以通过矢量叠加来得到。

此外，静电场是无源场，即它不随时间变化而产生能量，因为电荷的分布不随时间改变。

最后，静电场符合高斯定律，该定律描述了静电场和静电荷之间的关系。

静电场的性质还可以用电力线来描述。

电力线是用来表示静电场的一种图形化方法。

它是与静电场方向相切的曲线，它们的密度表示了电场的强度，在区域中电力线越集中表示电场越强。

电力线的方向是正电荷到负电荷的方向。

电力线的性质在很大程度上决定了静电场的特性。

静电场在日常生活中有许多应用。

例如，静电喷涂是利用静电带电作用将电荷喷涂于物体表面，以增强覆盖力和附着力。

静电除尘器则利用空气中的静电场吸引和捕集空气中的微小颗粒物质。

此外，静电机器也用于印刷、制造和电子工业中。

总之，静电场是由静电荷所产生的电场，它是描述和度量静电力的物理量。

静电场具有方向性、叠加性、无源性和符合高斯定律等基本特性。

它可以通过电力线来图形化表示。

静电场

)
1 e 3
2 强子的夸克模型具有分数电荷： e 3
二
库仑定律
1 点电荷模型：没有形状和大小，只带电荷的物体（带电的点）
2 库仑定律：在真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力的大小与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比；作用力的方向沿着两点电荷的连线方向，并且同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引。
q
2
4π 0r q dS 2 4 π 0 r
dS cos
dS
+
dS
其中空间立体角
dS dΩ 2 r
q Φe 4 π 0
d Ω
q
r

dS
0
dS
dΦ 1 E1 dS1 0 dΦ2 E2 dS 2 0 q
且：Φ1 Φ2
qx E 2 2 32 4 π 0 ( x r ) dq x dE 4 π 0 ( x 2 r 2 )3 2 2 rdr x 4 0 ( x 2 r 2 )3 2 x rdr 2 2 32 2 0 ( x r )
y
r
R
dq 2 π rdr
对闭合曲面，面元的法线方向向外。
2
电场强度通量的定义
电场中通过某一有向曲面的电场线的条数叫做通过这个面的电场强度通量（简称电通量或 E 通量），用 Φe 表示。
电通量是标量，但有正负：电场线沿着有向曲面法向通过，电通量为正；电场线逆着有向曲面法向通过，电通量为负。
均匀电场中 , 场强 E 与有向平面 S 的夹角为，则通过 S 面的 E 通量为： en Φe ES ES cos S S E S 用矢量点乘表示: Φ e

高中物理静电场

高中物理静电场静电场是高中物理课程中重要的内容之一，它描述了电荷之间的相互作用以及在空间中的分布情况。

静电场的概念最早由法国物理学家库仑提出，并在后来的实验和理论研究中得到了进一步的发展。

下面将从静电场的基本概念、性质和应用几个方面进行介绍。

静电场的基本概念静电场是由带有电荷的物体在周围空间中产生的一种场。

当物体带有正电荷时，它周围就形成了一个向外的静电场；而带有负电荷的物体则形成一个向内的静电场。

这种电场可以通过电场线来描述，电场线的方向与电场的方向一致，密度表示电场强度的大小。

在电场中，物体上的电荷会受到电场力的作用，产生电场势能和电势差，从而引发电荷之间的相互作用。

静电场的性质静电场具有以下几个重要的性质：1. 电荷守恒：静电场中电荷的总量是守恒的，电荷可以通过导体的导电作用移动，但不能被创造或消灭。

2. 趋肤性：静电场内部的电荷会聚集在导体表面，使得电场在导体内部为零，这一性质称为趋肤性。

3. 趋中性性质：当两个物体带有不同电荷时，它们之间会发生静电力的作用，趋向中性状态，减小电荷之间的差异。

4. 电场强度：电场的强度取决于电荷量和距离的关系，可以通过高斯定律或库伦定律进行计算。

静电场的应用静电场在现代科技和生活中有着广泛的应用，其中一些典型的案例包括：1. 静电吸附：利用静电场可以实现对微小颗粒和粉尘的吸附和分离，例如在空气净化装置中的应用。

2. 静电除尘：通过静电场可以去除工业生产中产生的灰尘和污染物，保持环境清洁。

3. 静电喷涂：在涂装行业中，静电场可用于改善喷涂效果，提高涂层的附着力和均匀性。

4. 静电除湿：静电场还可以被用来除去潮湿空气中的水汽，减少空气湿度，保护电子设备和文物。

总结静电场是电磁学中的基础概念之一，它描述了电荷分布在空间中形成的场。

通过学习静电场的基本概念、性质和应用，我们可以更好地理解电荷之间的相互作用和电场的形成规律，进一步应用在工程技术和生活实践中。

静电场的研究不仅拓展了我们对自然界的认识，也为人类社会的可持续发展提供了许多有益的技术手段和解决方案。