《电磁场与电磁波》课程教学资源（PPT课件讲稿）第2章 电磁场的基本规律

第2章电礅场的基本规律 22真空中静电场的基本规律 静电场:由静止电荷产生的电场。 重要特征:对位于电场中的电荷有电场力作用

电磁场与电磁波 第 2 章 电磁场的基本规律 11 2.2 真空中静电场的基本规律 静电场：由静止电荷产生的电场。 重要特征：对位于电场中的电荷有电场力作用

第2章电礅场的基本规律 221库仑定律电场强度 1.库仑( Coulomb)定律(1785年) R 真空中静止点电荷q1对q2的作用力: 12 414q g,g2 Ri2 12R4兀ER24兀enR ■说明: 大小与两电荷的电荷量成正比,与两电荷距离的平方成反比; 方向沿q1和q2连线方向,同性电荷相排斥,异性电荷相吸引; F,=-F,满足牛顿第三定律。 21

电磁场与电磁波 第 2 章 电磁场的基本规律 12 1. 库仑（Coulomb）定律(1785年) 真空中静止点电荷 q1 对 q2 的作用力: y x z o 1 r q1 2 r R12 F12 q2 • F F 21 12 = − ，满足牛顿第三定律。 • 大小与两电荷的电荷量成正比，与两电荷距离的平方成反比； 1 2 1 2 12 12 2 3 0 12 0 12 ˆ 4π 4π R q q q q R F e   R R = = 2.2.1 库仑定律 电场强度 • 方向沿q1 和q2 连线方向，同性电荷相排斥，异性电荷相吸引； 说明：

第2章电礅场的基本规律 13 电场力服从叠加定理 真空中的M个点电荷q、q2…、乐分别位于斤F2…、 对点电荷小位于)的作用力为 ∑Fn=∑ gi ri R 4兀ER 14 45 46

电磁场与电磁波 第 2 章 电磁场的基本规律 13 • 电场力服从叠加定理 ( ) R r r i i = − 真空中的N个点电荷 （分别位于 ） 对点电荷 （位于 ）的作用力为 1 2 N q q q 、 、 、 q 1 2 N r r r 、 、 、 r q q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7   = = = = N i i i i N i q q q R qq R F F i 1 3 1 4π 0    

第2章电礅场的基本规律 14 2.电场强度 E(r)=lm C( 4—试验正电荷 真空中静止点电荷q激发的电场为 E R (R=r-r 4丌EnR E 如果电荷是连续分布呢?

电磁场与电磁波 第 2 章 电磁场的基本规律 14 2. 电场强度 0 0 ( ) ( ) lim 0 q F r E r q     → = 3 0 4π ( ) R qR E r     = 如果电荷是连续分布呢？ 真空中静止点电荷q 激发的电场为 ( ) R r r = −  0 q ——试验正电荷 y x z o r  q r R E M

第2章电礅场的基本规律 15 体密度为()的体分布电荷产生的电场强度 E(7)=∑ p(△VR 4兀ER3 P(rR dv 4兀E。JR 小体积元中的电荷产生的电场 ●面密度为3(F)的面分布·线密度为a/(7)的线分布 电荷的电场强度 电荷的电场强度 Ps(rR dS E(r P(7)R E(r) 48 0 R 4 cE 代3d

电磁场与电磁波 第 2 章 电磁场的基本规律 15 小体积元中的电荷产生的电场 ( ) r  V y x z o r  Vi   r M (r) S  面密度为  的面分布 电荷的电场强度 (r) l  线密度为  的线分布 电荷的电场强度 体密度为 (r) 的体分布电荷产生的电场强度      = i i i i i R r V R E r 3 4π 0 ( )Δ ( )          = V V R r R d ( ) 4π 1 3 0         = S S S R r R E r d ( ) 4π 1 ( ) 3 0          = C l l R r R E r d ( ) 4π 1 ( ) 3 0     