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大学物理课件：第六章
第六章 真空中的静电场 一、 基本要求 1．驾驭静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度的叠加原理和电势的叠加原理。驾驭电势与电场强度的积分关系。能计算一些简洁问题中的电场强度和电势。
2．理解静电场的规律：高，属和电场系统。
②电势能为一相对量。选定电势能零点后，才能确定电荷在场中任一点的电势能的大小。例如，对带电体电荷分布为有限时，取无限远处为电势能零点，则所在处点的电势能为 电势能差与零点选择无关。
由，电场力做功等于电势能增量的负值。
7．电势 电势中某点电势定义为 即静电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷放在该点处时的电势能，也等于单位正电荷从该点经过随意路径到无限远处时电场力所做的功。
电势为标量，相对于电势的零点，场中任一点的电势可正、可负。
对电势概念： （1）反映电场本身的性质，与的大小以及存在与否无关，只要产生场的电荷分布肯定，电场分布就确定，电势也就有确定的分布。
（2）电势为一相对量，只有选定了电势零点，场中任一点电势才有确定大小。所以中处即电势零点。
电势零点的选择应留意，在理论上合理，好用上便利（原则上可任选）。如对场源电荷分布在有限区域内时，通常选距场源电荷为无限远处为电势零点；对于无限带电体（如无限大带电平面，无限长带电直线）则选场中有限远处某点为电势零点。在一些实际问题中通常选地球（接地）或仪器外壳为电势零点。
场中随意两点间电势差与电势零点选择无关，即总是恒定的。
（3）电势听从叠加原理，。
（4）电势与电势能的区分。
（5）电场力做功与电势差的关系为 当电势分布已知，则在电场中移动电荷，电场力所做的功可由上式便利求得，从而避开了积分。
（6）电势的计算 计算电势的方法有两种： ①利用叠加原理求电势。依据点电荷的计算公式和叠加原理可求随意带电体产生电场的电势。
点电荷场中电势分布 或 点电荷系场中电势分布 连续带电体产生场中任一点电势 ② 由电势的定义干脆求电势。此方法中应先求得场强分布，再由电势的定义求出的分布。
8．电场强度和电势的微分关系 或 ， ， 也可利用电场强度和电势的微分关系求电场 9．电偶极矩 电偶极子：等量异号的两个点电荷（），当它们之间的距离比场点到二者的距离小得多时，这一带电系统称为电偶极子。
电偶极矩简称电矩，用表示，则 为连接和的直线称为电偶极子的轴线，的方向为从负电荷指向正电荷的方向，此方向也是矢量的方向。
电偶极矩是表征电偶极子的电性质的物理量。在探讨电介质的极化，电磁波的放射和汲取及中性分子间的相互作用时用到电偶极子模型。
10．电偶极子在匀称外电场中所受的作用 为与的夹角 在作用下将转向外电场的方向。当与方向一样（），，电偶极子处于稳定平衡，当与反向（），，电偶极子处于不稳定平衡。当与垂直时，（），电偶极子受最大力矩作用。
在非匀称电场中电偶极子除受作用外，还受到一合力作用，促使电偶极子向电场较强的方向移动。
一般状况下，因电偶极子所在处范围很小，可近似地认为电偶极子所在处电场为匀称，所以电偶极子受电场作用。
三****题选解 6-1 三个电量为的点电荷各放在边 长为的等边三角形的三个顶点上，电荷放在三角形的重心上。为使每个负电荷受力为零，之值应为多大？ 解：以三角形上顶点所置的电荷()为例，其余两个负电荷对其作用力的合力为，方向如图所示，其大小为 -q -q -q Q 题6-1图 中心处对上顶点电荷的作用力为，方向与相反，如图所示，其大小为 由，得 。
6-2 在某一时刻，从的放射性衰变中跑出来的粒子的中心离残核的中心为。试问：（1）作用在粒子上的力为多大？（2）粒子的加速度为多大？ 解：（1）由反应，可知粒子带两个单位正电荷，即 离子带90个单位正电荷，即 它们距离为 由库仑定律可得它们之间的相互作用力为： （2）粒子的质量为： 由牛顿其次定律得： 6-3 如图所示，有四个电量均为的点电荷，分别放置在如图所示的 1，2，3，4点上，点1与点4距离等于点1与点2的距离，长，第3个电荷位于2、4两电荷连线中点。求作用在第3个点电荷上的力。
解：由图可知，第3个电荷与其它各电荷等距，均为。各电荷之间均为斥力，且第2、4两电荷对第三电荷的作用力大小相等，方向相反，两力平衡。由库仑定律，作用于电荷3的力为 题6-3 图 题6-3 图 力的方向沿第1电荷指向第3电荷，与轴成角。
6-4 在直角三角形的点放置点电荷，点放置点电荷，已知，试求直角顶点处的场强。
解：点电荷在点产生的场强为，方向向下 点电荷在点产生的场强为，方向向右 题6-4图