电力
- 质子与电子之间电力比引力强 39个数量级
- 长程力，存在于原子内部和宇宙天体之间
- 吸引与排斥两种形式
- 电力比磁力要强得多
电荷
性质
- 电荷具有正负性
- 电荷具有量子性，e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C}
- 电荷具有守恒性，\sum q_i = \text{const}
- 电荷具有相对论不变性
点电荷模型试验基础
- 质子的散射实验表明质子线度 < 10^{-15} \, \text{m}
- 电子对撞实验表明电子线度 < 10^{-18} \, \text{m}
库仑定律
- 标量式：F = k \dfrac{q_1 q_2}{r^2}
- 矢量式：\vec{F} = k \dfrac{q_1 q_2}{r^2} \vec{e}_r
其中，k = \dfrac{1}{4\pi \varepsilon_0}，\varepsilon_0 = 8.851 \times 10^{-12} \, \text{C}^2/\text{N} \cdot \text{m}^2 是真空介电常数
电力叠加原理
\vec{F} = \sum_i \vec{F}_i = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \sum_i \frac{qq_i}{r_i^2} \vec{e}_i
电场强度
试验电荷条件
- （正）点电荷—可以准确测量电场的分布
- 电量足够小—不显著地影响电场的分布
电场强度方向为正电荷所受电场力的方向
电场强度定义
\vec{E} = \dfrac{\vec{F}}{q_0}
于是，对于电场内的任一电荷，其受到的力 \vec{F} = q\vec{E}。
场强叠加原理
\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q_0} = \frac{\sum_{i=1}^{n}\vec{F}_i}{q_0} = \sum_{i=1}^{n}\vec{E}_i = \sum_{i=1}^{n}\frac{q_i}{4\pi\varepsilon_0 r_i^2}\vec{e}_i
注意：场强叠加原理是电场力叠加的基础。
电场强度计算
总览
一维例题
二维例题
无限大平面电场叠加
三维例题
补偿法
高斯定理
描述电场的两种方法：电场线和电通量
电场线
概念
性质
- 电场线起自于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，没有电荷处不中断
- 对于静电场不可能出现单一绕向的闭合电场线。
- 两条电场线不会相交，不能相切。
电通量
静电场的高斯定理
真空中的高斯定理
立体角
任意电荷系的静电场
例题
高斯定理求场强
默认评论
Halo系统提供的评论