静电场
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
静电场的概念与性质
静电场的概念与性质静电场是指由电荷引起的空间中的电场，其中电荷处于静止状态。
静电场的概念与性质是物理学中非常重要的内容。
本文将对静电场的概念和性质进行详细讨论。
一、静电场的概念静电场是由静止的电荷所产生的电场。
在物体表面或空间中存在电荷分布时，就形成了电场。
根据库仑定律，两个静止电荷之间的力与它们之间的距离和电荷的大小成正比。
通过此定律，可以计算出电荷在空间中的分布情况，进而得到静电场的性质。
二、静电场的性质1. 电场强度电场强度是描述静电场性质的重要参数。
它表示单位电荷在电场中受到的力。
电场强度的大小与电荷的大小成正比，与距离的平方成反比。
通过电场强度的计算，可以了解到电荷对周围环境的影响范围。
2. 电势能电势能是描述电荷在电场中的能量状态的参量。
在不同位置上的电荷具有不同的电势能。
当电荷在电场中沿着电场线移动时，会产生电势能的变化。
电势能的计算可以用来研究电荷在电场中的运动特性。
3. 电场线电场线是用来描述静电场分布规律的曲线。
在电场中，电场线的方向与电场强度的方向相同。
电场线的密度表示电场强度的大小。
通过观察电场线的分布，可以直观地了解到电场的性质。
4. 均匀静电场与非均匀静电场均匀静电场是指电场强度在空间中各点的分布均匀的电场。
在均匀静电场中，电场强度大小和方向在空间中的任何位置都相同。
非均匀静电场则是指电场强度在空间中各点的分布不均匀的电场。
在非均匀静电场中，电场强度大小和方向在空间中的不同位置有所变化。
5. 静电屏蔽静电屏蔽是指用导体将一个区域与外部环境隔离开来，以防止电场的影响进入该区域。
静电屏蔽可以有效地减弱电场的影响，保护设备和人员的安全。
6. 静电现象静电场的存在会引发各种静电现象。
例如，当不同材料之间摩擦时，可能会产生静电充电现象。
在静电场的作用下，带电物体之间可能会发生电荷的转移和放电现象。
了解静电现象对于应对和预防静电风险具有重要意义。
结语：静电场的概念与性质是了解电磁现象中的重要一环。
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。
静电场知识点(完整版)
第一章静电场1.1电荷·摩擦起电的原理：电子从一个物体上转移到了另一个物体上·自由电子的含义·离子的含义·金属导电的原理：正离子在自己的平衡位置上振动，自由电子在金属中穿梭（绝缘体不含自由电子）·静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷中的相互吸引和排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一侧带同号电荷******1.2**1.32.1*点电荷是一种理想化的物理模型；*当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．***验电器与静电计的结构与原理玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出．如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计．注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的．不管是静电计的指针还是验电器的箔片，它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥的结果．.3.1电场·概念：电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场．**电荷间的相互作用是通过电场实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用．·电荷之间通过电场相互作用的规律：A 产生的场对 B 作用；B 产生的场对A 作用3.2电场强度·物理意义：表示电场的强弱和方向．·定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度．·定义式：E＝F单位：N/C=V/mq***标矢性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向3.3点电荷的电场电场强度的叠加·点电荷的电场 E =kQ（注意方向和正负电荷的不同情况）r 2·电场叠加：电场强度的叠加遵从平行四边形定则．·均匀带电球壳（体）外部的电场：E =kQ（r 是球心到该点的距离）r 23.4电场线·定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场强度的大小．·特点：(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处；(2)电场线在电场中不相交；(3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向；(5)沿电场线方向电势逐渐降低；(6)电场线和等势面在相交处互相垂直．***几种典型电场的电场线3.5匀强电场·定义：电场中各个点电场强度的大小相等,方向相同·电场线的特点：电场线平行，电场线密度均匀（间隔相等的平行线）·举例：带等量异号电荷的一对平行金属板，两板间距很近，除边缘部分外，均为匀强电场4.1电场力做功的特点·在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，电场力做功与重力做功相似．·在匀强电场中，电场力做的功W＝Eqd，其中 d 为沿电场线方向的位移．4.2**4.3***4.4③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面．④等差等势面越密的地方电场强度越大；反之越小．⑤任意两等势面不相交．****电势是描述电场本身的能的性质的物理量，由电场本身决定，而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能，由电荷与电场共同决定．5.1 电势差·电荷 q 在电场中 A 、B 两点间移动时，电场力所做的功 W AB 跟它的电荷量 q 的比值，叫做A 、B 间的电势差，也叫电压．公式：U AB ＝W AB .单位：伏(V)． q·电势差与电势的关系：U AB ＝φA －φB ，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且有 U AB ＝－U BA .·电势差 U AB 由电场中 A 、B 两点的位置决定，与移动的电荷 q 、电场力做的功 W AB 无关，与6.1 ·Ed ，7.1 7.2 7.3 7.4 8.1 充电：使电容器带电的过程，充8.2 8.3 平行板电容器的电容·平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的距离成 反比．·决定式：C ＝ εr S ，k 为静电力常量．4πkd Q ****C ＝ 适用于任何电容器，但 C ＝ εr S 仅适用于平行板电容器．U 4πkd8.4常用电容器9.1带电粒子的加速·带电粒子在电场中加速若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量．(1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝1m v2－1m v 0 2或F＝qE＝qU＝ma.2 2 d(2)在非匀强电场中：W＝qU＝1m v2－1m v0 2.9.22.考(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．9.3示波管的原理。
静电场知识点总结完整版
静电场知识点总结完整版静电学是物理学的一个重要分支，研究电荷及其在空间中的分布和相互作用。
静电场是一种在电荷存在的情况下所产生的场。
本文将对静电场的概念、性质和应用进行介绍和总结。
一、静电场的概念1、电荷电荷是物质的一个基本属性，是物质所具有的一种电性。
电荷有两种类型，分别为正电荷和负电荷。
同种电荷相互之间存在排斥力，异种电荷相互之间存在引力。
2、电场电场是电荷所产生的场，描述了电荷对空间中其它电荷的作用力。
可以通过电场线来表示电场的方向和强弱。
电场线的密度表示了电场的强度，电场线的方向表示了电场的方向。
3、电场强度在某点的电场强度是一个矢量，它的大小表示单位正电荷在该点所受的力的大小，方向与该力的方向相同。
电场强度的大小与电荷的大小及距离有关，符合库伦定律。
4、电场的叠加原理在多个电荷同时存在的情况下，各电荷所产生的电场会相互叠加，得到一个合成电场。
根据叠加原理，可以分别计算各个电荷单独产生的电场，再将它们相加得到整个电场。
二、静电场的性质1、电场的超强导体中不存在电场在超导体内部，电荷会在材料内部自由移动，从而抵消外部电场的作用，因此在超导体内部不存在电场。
2、电场内的能量电场中存储有能量，这种能量是由电磁作用力产生的。
电场内的能量密度与电场的强度有关，能量密度等于电场强度的平方与介电常数的乘积。
3、静电屏蔽效应在存在电场的情况下，对电场有屏蔽作用的物质称为静电屏蔽材料。
当电场通过屏蔽材料时，材料内部的电荷会重新分布，从而产生与外部电场相反的电场，使得外部电场减弱或消失。
4、电场中的静电力静电场中的电荷之间会相互作用，产生静电力。
根据库仑定律，两个电荷之间的静电力的大小与电荷的大小及它们之间的距离的平方成反比。
5、高斯定理高斯定理是一个用于计算闭合曲面内部电场的方法。
它指出，通过对电场的积分来计算闭合曲面内部的总电通量，从而能够得到曲面内部电场的大小。
三、静电场的应用1、静电除尘静电除尘是将含尘气体通过电场时，利用气体中尘埃带电的特性，将尘埃吸附到电极上，从而将气体中的尘埃除去的一种方法。
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
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、
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(全课件)
静电场(全课件)
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CONTENTS
目录
静电场的 简介
电场的基 本概念
静电场的 计算方法
静电场的 实际应用
静电场的 未来发展
PA R T. 0 2
静电场的简介
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静电场的定义
静电场是保守场，即电场力做功与路径无关，只与 初末位置的电势差有关。 静电场是由静止电荷产生的电场，其电场线从正电 荷出发，终止于负电荷或无穷远处。
定义
电场强度是描述电场中电场力性质的物理量， 用矢量表示，单位为牛/库或伏/米。
计算公式
在点电荷产生的电场中，电场强度的大小等 于点电荷的电量与距离的平方的比值，方向 由点电荷指向其周围的电场线。
电场强度的叠加原理
在空间中某一点的电场强度等于各个点电荷 在该点产生的电场强度的矢量和。
电势
电势是描述电场中电势能性质的物 理量，用标量表示，单位为伏特。
电场的基本概念
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电场线
电场线是用来描述电场分布的假想线，其 密度表示电场强度的大小。 描述电场分布 电场线的方向 电场线的切线 电场线的方向与电场强度矢量方向一致， 从正电荷或无穷远指向负电荷或无穷远。 电场线的切线方向表示电场强度的方向， 切线的长度表示电场强度的大小。
电场强度
离子交换 离子交换是一种常用的水处理技术，通过电场的 作用，使带电离子在电场中发生定向迁移，从而 实现离子的交换和去除。
电场在生物医学中的应用
医学成像
01
医学成像技术如X光、CT等利用电场的作用，使不同物质在电
场中的吸收和散射程度不同，从而实现医学成像。
电刺激细胞
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。
静电场基本理论及规律
静电场基本理论及规律静电场是指无时变电荷分布所产生的电场。
它在我们的日常生活和科学研究中都起着重要的作用。
本文将从静电场的概念入手，介绍其基本理论和相关规律。
一、静电场的概念静电场是由静止电荷在周围空间产生的电场。
电荷可以分为正电荷和负电荷，它们相互之间具有吸引力或排斥力。
当电荷分布不均匀时，形成电场，静电场的特点是电场内电荷不随时间变化。
二、库仑定律库仑定律描述的是电荷之间的相互作用力。
它表明，两个电荷之间的作用力与电荷的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
数学表达式为F = k * q1 * q2 / r^2，其中F为作用力，q1和q2为电荷大小，r为两个电荷之间的距离，k为比例常数。
三、高斯定律高斯定律是描述电场的一种重要方法。
根据高斯定律，通过一个闭合曲面的电场通量正比于该曲面内的电荷总量。
数学上可以表示为Φ = ∮E·dA = Q/ε0，其中Φ为电场通量，E为电场强度，dA为曲面元素的面积，Q为曲面内的总电荷量，ε0为真空中的介电常数。
四、电场强度电场强度可以描述电荷在空间中的分布情况。
它定义为单位正电荷所受到的力，即E = F/q，其中E为电场强度，F为作用力，q为测试电荷。
五、电势能和电势电势能是描述电荷所具有的能量。
在静电场中，一个电荷沿着电场方向移动时，其电势能会发生改变。
电势则是单位正电荷所具有的电势能，用V表示。
六、电场线和等势面为了更直观地表示静电场的分布情况，我们可以使用电场线和等势面。
电场线是与电场方向相切的曲线，可以描绘电场的方向和强度。
等势面是指在静电场中，电势相等的面。
七、静电场的应用静电场在生活和科学研究中有广泛的应用。
例如，静电除尘器利用静电的吸附作用清除空气中的灰尘粒子。
静电喷涂技术利用静电引力将液体喷雾带电并吸附于物体表面。
电容器、电感器等电子元件的工作原理也与静电场密切相关。
八、结语静电场是电磁学的基本概念之一，掌握其基本理论和规律对于理解电磁现象和应用静电场具有重要意义。
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。
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。
物理静电场与动电场详解
物理静电场与动电场详解物理中存在两种电场，静电场和动电场。
静电场是指在静止的电荷周围所形成的电场，而动电场则是指带电体运动产生的电场。
接下来，我们将详细介绍这两种电场的概念、性质、应用以及相关实验。
一、静电场静电场是由于电荷分布不均匀而形成的一种感应性电场，是指电荷不动所产生的电场。
根据库仑定律，两个具有电荷的点之间的电力与它们的电荷大小成正比，与它们之间距离的平方成反比。
因此，静电场与电荷的大小和距离都有关。
静电场的性质主要有以下几个方面：1. 静电场的电场强度E随着距离r的增加而减弱。
2. 静电场总是沿着电荷分布的密度最大方向。
3. 静电场是有向的，具有电场线与电势面等特征。
4. 电荷在静电场中的运动不受力的作用，因为静电场力是由电场中的电荷分布所决定的。
静电场在物理学、环境科学、生物学等领域广泛应用。
比如研究空气净化、高压胶片设备、雷电防护等领域都需要运用到静电场理论。
二、动电场动电场是由于电荷的运动而产生的电场。
运动带电体会产生感应性电场，称为动电场，这种电场随着时间的变化而变化。
根据法拉第定律，当磁通量发生变化时，就会产生一个感应电动势。
因此，当一个带电体在磁场中运动时，会产生感应电动势，使得电荷在该方向受到一个力。
动电场的性质主要有以下几个方面：1. 动电场的磁感应强度随着位置不同而变化。
2. 动电场的感应电动势与磁通量的时间变化有关。
3. 动电场是有向的，具有感应电动势、磁感应线等特征。
4. 在动电场中，电荷受到一个力，由磁场的变化来决定。
动电场在电磁学中具有重要的应用，比如在电动机、变压器、电磁炮等方面都需要运用到动电场理论。
三、相关实验静电场和动电场理论都可以通过实验来验证。
以下是两个相关实验的介绍：1. 静电场实验：在两个点电荷之间放置一个小球，通过测量小球的偏转角度来测量静电场的电场强度。
分别记录偏转角度和小球的电荷量，并使用库仑定律来计算电场强度。
2. 动电场实验：使用一个带电荷的金属环和一个磁场，使得带电荷的金属环在磁场中运动，通过测量金属环的轨迹来探究动电场的性质。
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0
26
类似的： 附例.1 试计算均匀带电圆桶轴线上任一点 P的电势。 附例.2 试计算均匀带电半球空壳轴线上任 一点P的电势。 附例.3 试计算均匀带电圆锥壳轴线上任一 点P的电势。
27
例9.9 求无限长均匀带电直线的电场中的电势分布
E 已知场强为： 方向垂直于带电直线。 2 0 r 电荷线密度
a b
电势差与电势的 零点选取无关！
电势差和电势的单位相同，在国际单位制中，电势的单位为： 焦耳/库仑（记作J/C），也称为伏特（Volt,V），即1V＝1J/C
16
问: (1)电势与电势能关系？正负号相同吗？绝 对值成正比吗？
Up
Wp q0
电势能属于q0与电场所组成的系统， 电势为静电场的一种属性。
Aa b
ra
q0 q q0 q 1 1 dr ( ) 2 4 0 ra rb 4 0 r
9
（2）：任何静电场对试验电荷的作用力的做功 与路径无关，静电场力为保守力。
由多个静止点电荷组成的系统或静止的连续带电体， 可看成是由许多点电荷或电荷元组成，由场强叠加原理可 得到移动试验电荷q0的功为：
5
1 3.高 斯 定 理 ： E dS ε0 s
q
i
i
1 S E dS cos 0 dV
1 1 ds , d 0 0
静电场(电场线)的特征?
还有哪些其它特征？？ 环路定理 保守力场和电势
4
2.带 电 体: F E dq E 1
1
dq2 ˆ r 4 0 r 2
? q1, q2 ?
问 ： 求 外 电 场 对 某 带体 电的 作 用 力 时 : F E dq ， 1 其 中E包 含 带 电 体 自 身 在 dq1处 产 生 的 电 场 吗 ？
a
b
无 穷远 无相 互 作用 ，W＝0 则 W p q0 E d
p
13
W p q0 E d
p
试验电荷 q0在电场中p点的电势能Wp 在数值上等 于将q0从p点移至无限远处电场力所做的功。
问: (1)电势能属于q0吗？ (2)电势能有负值吗？ (3)电势能的正负值如何判别?电势能的 变化与电场力作功的关系?
( r R) U p
p
E dr
r r
q 40 r
R 2
dr
q 40 r q
2
球壳内：
( r R) U p
p
R E dr
R
40 r
dr
q 40 R
22
带电球壳是个等势体。 在球面处场强不连续，而电势是连续的。
作业: 9.8 9.25 9.9 9.28
23
【上一课时回顾】
上一课时从证明静电场力是保守力这一基本特 性出发，介绍了静电场环路定理，引入了电势能、 进而定义了电势并探讨了其相应的计算方法：
①. 若电场强度已知或易知，用电势的定义式计算 零点 U p E dl
p
②.对于一般的带电体，电场强度不易知，用电势的 叠加式计算
Aab
b
a
b q0 E dr q0 ( E1 E2 En ) dr
a
A1ab A2 ab ... ANab
q0 qi 1 1 ( ) rib i 1 4 0 ria
N
由（１）（２）可知：静电场力为保守力。
由此例看出，当电荷分布扩展到无穷 远时，电势零点不能再选在无穷远处。
dr 2 0 r
r p
p po ro
28
'
电场强度和电势的关系
一、电场线和等势面的关系
类似于用电场线来描述电场的分布，我们用等势面来形象地描 述电势的分布。顾名思义，等势面就是由电势相等的点组成的 面，下面是几种常见的等势面：
p p i
由场强叠加原理和电势的定义，可得出电势叠加原理。
U i ( p)
p
Ei dl
40 ri
qi
U ( p)
i
40 ri ? ri ?
qi
q1
q2
r1 r2
p
q3
ri
r3
qi
一个点电荷系的电场中,任一点的电势等于每一个 点电荷单独存在时在该点所产生电势的代数和。
Up
dq 40 r
, 重点关注其中 r 的物理含义
24
例9.7 均匀带电圆环轴线上一点的电势。
圆环半径为R，总带电量为q。
解1：点电荷电势叠加
1 dq dU p 40 r dq 1 U p dU p dq 40 r 40 r 1 q 40 ( R 2 z 2 )1 2
2
静电场知识回顾
静止电荷的周围空间存在着由其激发的静电场， 描述静电场的物理量是电场强度矢量。 电场强度的计算有两种方法： 1.利用点电荷或电荷元场强公式结合场强叠加 原理求解； 2.电荷对称分布时可用高斯定理求解。 下面简要复习电场强度的计算
3
静电场知识回顾
1.点电荷：F q1 q 2 1 q1 q 2 ˆ r r 40 r 3 40 r 2 F 1 q 1 q ˆ E r r q0 40 r 3 40 r 2 1
问: (2)电势差与电势能变化的关系？
q0 (U a－U b ) q0 E d -(wb - wa ) wa - wb
a
b
因此，当已知电势分布时，可用电势差求出 点电荷在电场中移动时电场力所做的功：
Aab q0
b
a
Байду номын сангаас
E dl q0 (U a U b )
真空中的静电场（2-1）
静电学：静止于惯性参照系中的电荷所具有的 性质及其相互作用规律
本章主要内容： 一、静电场知识回顾 二、静电场的环路定理 三、电势 四、电场强度与电势的关系
1
本章教学基本要求
1、理解静电场的保守性，理解电势、电势差的 概念。 2、掌握利用场强线积分和电势叠加法求电势的 方法。 3、理解电势梯度的定义，并能利用它由电势求 电场强度。
（规定两个相邻等势面的电势差相等）
注:书上P41图9.18(b) 29 负电 荷下方电场线方向有误.
等势面的性质： 除电场强度为零处外，电场线与等势面处处正交。 证明：因为将单位正电荷从等势面上M点移到N点， N 电场力做功为零，而路径不为零 dl 0 dl / 2 E dAMN E dl Edl cos 0
17
电势的计算
一、 由电势的定义计算
Up
零点
p
E dl
点电荷q的电势公式
E
q 40 r
2
ˆ r
p
q
E dl
p
r
2
p E
U p U p U
q 40 r
dr
q 40 rp
18
点电荷的电势
Up
q 40 rp
解2：电势的定义
U P U P
P
E dl
qz q dz 2 2 12 P 4 ( R 2 z 2 ) 3 2 4 ( R z ) 0 0
25
附加例. 均匀带电圆盘轴线上任 一点P的电势。
dq 2w dw
dup
2wdw
14
二、电势U的定义
Wp q0 E d 与 q0 无 关 。
p
定 义p点 的 电 势 ： Up
Wp q0
E d (W 0 ,U 0)
p
场点P的电势：将单位正电荷从P点沿任意路径移到 电势为零的点时，静电力所做的功。 当电荷只分布在有限区域时，零点通常选在无穷远处。 在实际问题中，也常常选地球的电势为零电势。
电场线的方向指向电势降落的方向。
M
因沿电场线方向移动单位正电荷电场力做正功，电势能减少。
规定两个相邻等势面的电势差相等，所以等势面较密
20
推广到带电体： 当电荷连续分布时，可以设想它由许多电荷元 组成，将每个电荷元看成点电荷，它产生的电 势的叠加就是总的电势。可写为：
Up
dq 40 r
?r?
21
例9.8 均匀带电球面的电场中的电势分布。 设球面半径为R，总带电量为q。 E：r＜R，E 0； q r＞R，E 40 r 2 已知电场分布可用电势定义式计算 球壳外：
acb
E d 0
acb
adb
q0在静电场中运动任一回 路: A＝0
E d 0
在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分等于零 11 ——静电场的环路定理。
如下几种说法是等效的： （1）静电场力是保守力。
（2）静电场线是不可能闭合的。
（3）静电场中电场强度的环路线积分恒等 于零。 （4）静电场是有势场（或称保守力场）
若仍然选取无穷远为电势零点，则由积分可知各点电势将为 无限大而失去意义。此时，我们可以选取某一距带电直导线 为 r0的 p0 点为电势零点，则距带电直线为 r 的 p 点的电势：
U
p'
p
p0 p0 E dl E dl 0
p' p'
ln r0 ln r ln r C 2 0 2 0 2 0
10
F E q0 Aa b
a
推论1：静电场环路定理的证明