■电场对物质作用>电场对物质内部电荷的作用 ■外场对物质作用力: F=9E. (2.1.1) Eav:F-G.EdS:F-Ed.(2.1) F=」 注意! ■电场E为外场,即施力带电体产生的电场,不应包 括受力带电体的电场; ■受力带电体已经不限于试探电荷,所以受力带电体 对施力电荷的分布,即对施力带电体的电场存在影响; E是经过受力带电体影响之后的施力带电体的电场
■电场对物质作用 电场对物质内部电荷的作用 ■外场对物质作用力: 注意! ■电场E为外场,即施力带电体产生的电场,不应包 括受力带电体的电场; ■受力带电体已经不限于试探电荷,所以受力带电体 对施力电荷的分布,即对施力带电体的电场存在影响; ■ E是经过受力带电体影响之后的施力带电体的电场。 F qE. ; ; . e e e V S L F EdV F EdS F Edl (2.1.1) (2.1.2)
■.E=Et-E1(2.1.3) ■Et施力和受力带电体的总电场 ■E1为受力带电体产生的电场 ■E为施力带电体的电场,即外场 ■讨论( 难点!) 实际问题中,E常易于求得,只要求得E, 可得E。对体电荷和面电荷受力带电体这两 种情况,我们只要从E中分别减去体电荷元和 面电荷元在自身处的贡献即可。 这样做的后果是将受力带电体各部分的内力 也计入到总力F之中。幸运的是,由于内力 相互抵消,总力F即是所要求的力
■ E=Et -E1 ■ Et 施力和受力带电体的总电场 ■ E1为受力带电体产生的电场 ■ E 为施力带电体的电场,即外场 ■讨论 (难点!) ■ 实际问题中,Et常易于求得,只要求得E1, 可得E。对体电荷和面电荷受力带电体这两 种情况,我们只要从Et中分别减去体电荷元和 面电荷元在自身处的贡献即可。 ■ 这样做的后果是将受力带电体各部分的内力 也计入到总力F之中。幸运的是,由于内力 相互抵消,总力F 即是所要求的力。 (2.1.3)
因为: ■体电荷:E(r)=pr/(36o),r→0→E→0 面电荷:E1=±0e/(28o) (见下面例2.1) ■ 线电荷:E1=九e/2πEor, r→0→E1→0 所以: 对受力带电体的情况:E=Et; 受力带电面的:E=E-E,; ■) 对线电荷:不能利用E=Et-E
因为: ■ 体电荷: ■ 面电荷: ■ 线电荷: 1 0 ( ) /(3 ), E e r r /(2 ) 1 0 E e 1 0 2 , E e r 1 r 0 E 0 1 r 0 E (见下面例2.1)
T例2.1]将一带电量为O、 半径为a的均匀带 电球面切成两半,求两半球面间的静电力。 [解]口由高斯定理求得球面两侧的总电场: e/80,(r=a+0) E 0, (r=a-0) 式中o。=91(4πa2)。 ■由受作用面元在自身两侧产生的电场为: oe1(2e), (r=a+0)月 -oe12s),(r=a-0), ■电场仅有径向分量: E=E,-E1=oe1(260) (r=a)
[例2.1] 将一带电量为Q、半径为 的均匀带 电球面切成两半,求两半球面间的静电力。 a [解]■ 由高斯定理求得球面两侧的总电场: 0, ( 0); / , ( 0); 0 r a r a E e t 式中 。 ■ 由受作用面元在自身两侧产生的电场为: /(4 ) 2 Q a e /(2 ), ( 0). /(2 ), ( 0); 0 0 1 r a r a E e e ■ 电场仅有径向分量: /(2 ) 1 0 E Et E e (r = a) P dS n a z
■取球坐标,使z轴与切割面垂直,则有: E=0.P/(2e0) 代入式(2.1.2)求得两半球面之间的静电力为 -Edsus 260 ■由对称性分析可知,上述作用力只有z分量: 2π2 2元 F=F= e 260 s0sind πdo2 o 260 322 该力为正,表明两半球间的静电力为排斥力
■取球坐标,使 z 轴与切割面垂直,则有: e 0 E r ˆ / (2 ) 代入式(2.1.2)求得两半球面之间的静电力为 2 0 ˆ 2 e e s s dS dS F E r ■由对称性分析可知,上述作用力只有 z 分量: 该力为正,表明两半球间的静电力为排斥力。 2 2 /2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 sin 2 c 2 o 2 s 3 e e z a a Q F F d d a