當(dāng)空間中存在導(dǎo)體或介質(zhì)時，無非是出現(xiàn)了一些新的電荷——感應(yīng)電荷和極化電荷。 此時，必須考慮它們對源電場的影響，但它們也遵循庫侖定律。 1.1.3. 電場強度 電場強度是從力的角度描述電場的物理量。 其定義公式為所受到的電場力。 借助庫侖定律高中物理競賽輔導(dǎo)教程，可以計算出真空中點電荷產(chǎn)生的電場中各點的電場強度為該點到場源電荷的距離，Q為場源電荷的數(shù)量。場源電荷。 1.1.4. 場強疊加原理。 多個場源電荷激發(fā)的電場中任意點的總場強等于每個場源電荷單獨存在時該點激發(fā)的場強的矢量和。 原則上，靜電學(xué)中的所有問題都可以用庫侖定律和疊加原理來解決。 例1.如圖1-1-1(a)所示，從體電荷密度為的均勻帶電球體內(nèi)部挖出一個半徑為R的球體，證明空腔內(nèi)電場是均勻的。 分析：將去除空腔的帶電球視為一個大帶電球。 這是利用非對稱帶電體的特性高中物理競賽輔導(dǎo)教程，將其組合成多個對稱帶電體，以簡化問題。 選取小球中任意一點P，用同樣的方法求出。 可以證明腔內(nèi)電場是均勻的。 使用向量表示使證明簡單明了。 該點的電場強度為大球。 方向為O，指向大球。 所以大球，小球，小球，大球。 圖1-1-2(a) 圖1-1-2(b) 可以看出，該點是任意的，因此是球形的。 腔內(nèi)電場均勻。
1.1.5。 電通量，高斯定理，（1）磁通量是指穿過某一截面的磁感應(yīng)線總數(shù)，其大小是該截面與電場線的夾角。 高斯量化：在任意場源激發(fā)的電場中，到任意閉合表面的總通量可表示為 1085 是該閉合表面所包圍的所有電荷的代數(shù)和。 由于高中缺乏高等數(shù)學(xué)知識，選擇的高斯面是閉合曲面，往往與電場線垂直或平行，這樣便于電通量的計算。 雖然高中教學(xué)并不需要高斯定律，但筆者認為，簡單地理解高斯定律的內(nèi)容，并利用高斯定律推導(dǎo)幾個特殊電場，對于掌握幾個特殊電場的分布是非常有幫助的。 (2)利用高斯定理求幾種常見帶電體的場強。 無限長均勻帶電直線的電場。 無限長的直線均勻帶電。 線電荷密度如圖1-1-2(a)所示。 從檢查點P到直線的距離為r。 由于帶電直線無限長且均勻帶電，因此直線周圍電場的垂直分量為零，即呈放射狀分布且關(guān)于直線對稱。 以一條長直線為主軸、半徑為 的圓柱面 無限均勻帶電平面的對稱性可以確定，整個帶電平面上的電荷產(chǎn)生的電場強度垂直于帶電平面，方向為雙方。 距平面等距的每個點的場強應(yīng)相等。 因此，可以構(gòu)造一個圓柱高斯曲面，使其側(cè)面垂直于帶電平面，其兩個底面平行于帶電平面，并且位于與帶電平面等距的兩側(cè)。 圖1-1-3顯示了電荷的表面密度。 根據(jù)公式 可以看出，無限均勻帶電平面兩側(cè)存在均勻電場。
平行板電容器可以認為是由兩個無限帶電的均勻?qū)w板組成，其間的場強為E。從圖1-1-3的原理可以看出，均勻帶電的球形導(dǎo)體板的場強為E。 shell 是一個均勻帶電的球殼，半徑為 R，電荷為 Q，如圖 1-1-4。 由于電荷分布的對稱性，不難理解球殼內(nèi)外的電場分布應(yīng)具有球?qū)ΨQ性，因此球殼內(nèi)外的同心球面可視為高斯面。 高球?qū)ΨQ性帶電球場強的推導(dǎo)方法同上，如圖1-1-4所示。 對于高斯面 1，電偶極子產(chǎn)生的電場是真空中一對相距 l 的等電荷、異號點。 收費系統(tǒng)比討論中涉及的距離要小得多。 這樣的電荷系統(tǒng)稱為電偶極子，連接兩個電荷的直線稱為電偶極子的軸。 電荷與兩點電荷之間的距離 l 的乘積定義為電偶極矩。 A。 假設(shè)垂直面上有一點P連接兩個電荷。 從該點到連接兩個電荷的線的距離就是該點的場強。 如圖1-1-5所示，連接兩個電荷的連線中點的距離為r，如圖1-1-6所示，為空間中的任意一點，其到中點的距離為r連接兩個電荷的連線為r，如圖1-1-7，那么例2，如圖所示，在-dxd的空間區(qū)域（y和z方向無限延伸），正電荷密度為 ρ 的均勻分布如圖 1-1-7 所示。 另外，它們都是真空中的場強分布； (2) 如果質(zhì)量為 m，則帶電粒子在 x=d 處從靜止?fàn)顟B(tài)釋放。 帶電粒子首先到達x=0方向并無限延伸需要多長時間？ 我們想象有這樣一個圓柱體，其底面積為 ，坐標(biāo)分別為-x和x，如圖1-1-8所示。
可以判斷，圓柱體左右底面的場強一定相等，方向分別為x軸反方向和正軸方向。 然后根據(jù)高斯定理，可以求出坐標(biāo)x處的電場強度。 (1) 根據(jù)高斯定律，當(dāng)x<0時，場強與x軸相反。 (2) 如果將一個質(zhì)量為 m、帶電荷的帶電粒子置于該電場中，則作用在該粒子上的電場力為：qx。 顯然，施加在粒子上的電場力總是與位移x成正比，與位移方向相反。 ，符合準(zhǔn)彈性力的特性。 質(zhì)點在電場力作用下的運動為簡諧振動。 振動周期是當(dāng)粒子在x=d時從靜止?fàn)顟B(tài)釋放出來，第一次到達x=0所需要的時間就是電勢和電勢差 1.2.1、電勢差、電勢、電勢能、電場力、重力都是保守力，即電場力所做的功與具體路徑無關(guān)，而只取決于起止位置。 我們將電場中兩點之間的電荷移動所做的功與移動的電荷量之比定義為兩點之間的電ABAB沿任意路徑移動到B時電場力所做的功。 反映電場力做功的能力。 即電勢差僅由電場本身的性質(zhì)決定，與移動電荷的多少無關(guān)； 即使電荷不移動，兩點之間的電位差仍然存在。 圖1-1-8 如果我們在電場中選擇一個參考位置，并將其指定為零電勢點，則電場中某一點與參考位置之間的電勢差稱為該點的電勢。 通常我們以大地或無窮遠作為零電勢點。電勢是一個標(biāo)準(zhǔn)量，其
