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静电场
图为1930年E.O.劳伦斯制成的世界上第一台回旋加速器
1.1 电荷 库仑定理
第六章 静电场
1.2 电场强度
1.3 电通量 高斯定理
1.4 静电场的环路定理
1.5 电势
1.6 静电场中的导体
1.7 电容
§1-1 电荷 库仑定律
1. 电荷(charge)
两种电荷：正电荷和负电荷
3）同号相斥、异号相吸
1)电荷是物质的基本属性
质量
电荷
物体的引力相互作用本领
物体的电相互作用本领
2）电荷是怎样产生的？摩擦起电, 感应起电，接触起电
丝绢摩擦后的玻璃棒正电荷;毛皮摩擦后的橡胶棒带负电荷。
2. 电荷守恒定律(law of conservation of charge)
起电机
电荷守恒定律的表述：在一个和外界没有电荷交换的系统(孤立系统)内，正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。
电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律。
3. 电荷量子化(charge quantization )
密立根
量子化：某物理量的值不是连续可取值而只能
取一些分立值，则称其为量子化
自然界物体所带电荷：q = ne
e = 1.602 10-19C
n= ±1、±2、±3…
电荷量子
注：在宏观电磁现象中电荷的不连续性表现不出来。
1913年，密立根设计了著名的油滴实验，首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续。
点电荷—— 理想模型
可以简化为点电荷的条件:
Q
1
r
d
d
r
<
<
观察点
P
4. 库仑定律( Coulomb’s Law)
库仑定律：在真空中，两个静止点电荷之间相互作用力与这两个点电荷的电荷量q1和q2的乘积成正比，而与这两个点电荷之间的距离r12（或r21）的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同号相斥，异号相吸。
忽略物体形状及电荷的分布，看成具有电荷的几何点
4. 库仑定律
1785年，法国库仑（C.A.Coulomb)
库仑
+q1
+q2
+q1
-q2
库仑定律说明：
1.单位制有理化
0=8.85 10-12C2·m-2 · N-1
3.距离平方反比关系的证明
4.与万有引力的比较与启示
扭秤
2.只适用于两个静止点电荷，在宏观和微观领域都适用
实验证明：多个点电荷存在时，任意一个点电荷
受的静电力等于其它各个点电荷对它
的作用力的矢量和。
库仑定律
叠加原理
是静止电荷相互作用
的基本定律
五.叠加原理
q0
q1
q2
e20
F2
e10
F1
F
解
例1在氢原子内,电子和质子的间距为 .
求它们之间电相互作用和万有引力,并比较它们的大小.
（微观领域中,万有引力比库仑力小得多,可忽略不计.）
例2 设原子核中的两个质子相距4.0×10-15m,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
电荷q2作用于电荷q3上的力 的大小为
力 沿x轴和y轴的分量分别为
按库仑定律可算得q1作用于电荷q3上的 的大小为

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