3 电荷守恒定律 ：在没有净电荷出入边界的系统 中,电荷的代数和保持不变.
1）自然界的基本守恒定律之一
Qi c
-e
+e
2）电荷可以成对产生或
湮灭，但代数和不变
-e
+e
二 库仑定律
真空中两个静止的点电荷之间的作用力（静电力），
与它们所带电量的乘积成正比，与它们之间的距离的平
方成反比，作用力沿着这两个点电荷的连线。
第4篇 电磁学
物理学的第二次大综合
库仑定律： 电荷与电荷间的相互作用 （磁极与磁极间的相互作用）
奥斯特的发现： 电流的磁效应，安培发现电流与电流 间的相互作用规律.
法拉第的电磁感应定律： 电磁一体
麦克斯韦电磁场统一理论（19世纪中叶） 赫兹在实验中证实电磁波的存在，光是电磁波. 技术上的重要意义：发电机、电动机、无线电技术等.
8 .85 14 1 0 F 2 2 m 1
2）库仑定律遵守牛顿第三定律 3）是基本实验定律，宏观微观皆适用
4）应用时注意点电荷模型
例1：在氢原子中，电子与质子的距离为5.310-11米，试求 静电力及万有引力，并比较这两个力的数量关系。
解：将电子、质子看成点电荷。
me9.11031kg e1.611 0C 9
四 掌握计算电场强度和电势的基本方法
思考题：
• 1、判断下列说法是否正确，并说明理由。 • （1）电场中某点场强的方向是将点电荷放
在该点处所受的电场力的方向； • （2）电荷在电场中某点受到的电场力很大，
该点的场强一定很大； • （3）在以点电荷为中心r为半径的球面上，
场强处处相等。
一 电荷
9-1 电荷 库仑定律
电荷
电荷
近距作用：法拉第指出，电力的媒介是电场， 电荷产
生电场；电场对其他电荷有力的作用。
“电力”应为“电场力”。
产生
电场 EA 作用
电荷A
作用
电场 EB
电荷B 产生
近代物理学证明“场”的观点正确。
电荷
电场
电荷
电场是什么？ 场
实物
物质
场和实物物质的主要区别是：实物独占一定的空 间；而场总是弥漫在一定的空间内，具有可叠加 性。
❖电场中某点的电场强度在数值和方 向上等于单位正电荷在该点受到的力;
❖ 单位 NC1， Vm 1 ❖ 电荷q在电场中受力 FqE
2.试探电荷 条件
正电荷 电量充分地小 线度足够地小
讨论
1.由 E
F
是否能说，E与
F成正比，与
q
0
成反比？

q0
2.一总电量为Q>0的金属球，在它附近P点产生的场强
q2 0
F 410qr1q 22r 0410qr1q 32r 注 个意 点： 电只 荷之适间用两
说明 1） 单位制有理化
SI制 k 8 .98 1 9 7 N 0 m 5 2 C 2 5
令
k
1 （
4π 0
0
为真空电容率）
04 π 1k 8 .85 1 4 1 0 C 2 2 2N 1m 2
特点:处于电场中的任何电荷都将受到电场力的作用
一、电场 ★叠加性
★对外表现： a.对电荷（带电体）施加作用力
b.电场力对电荷（带电体）作功
★研究方法：
力法—引入场强
E
能法—引入电势 u
二、电场强度
1.定义
E
F
q0
F
q 试验
q0
场源 电荷
电荷
E E (x ,y,z)
说明 ❖ 电场强度是静电场中位置的点函数;
基本性质
1 电荷有正负之分；同性相斥，异性相吸
2 电荷量子化； 1906-1917年，密立根用液滴法首
先从实验上证明
电量：电荷的多少 单位：库仑 符号：C
基本电荷量 e1.6021019C
物体带电量 QNe
强子的夸克模型具有分数电荷（ 1 或 2 电子电
荷）.
33
说明
当物体带电量较多时，如宏观带电体，电量 可以按连续量处理。
为E
。将一点电荷q>0引入P点，测得q实际受力
0
F
与
q之比为 F q ，是大于、小于、还是等于P点的 E 0
Q
P •E0
Q
F q E0
P •q
三、场强叠加原理
点电荷系 N
F Fi i 1
q1
r1 0 r20
E2
P
E1
E
q2
1 点电荷模型（d r12）
1） 概念：当带电体的大小和形状可以忽略时,可把电 荷看成是一个带电的点，称为点电荷
r q 1
12
F2 1
q2
F12 d
2）点电荷的实验基础： （1）质子的散射实验表明质子线度<10-13m （2）CERN的电子对撞实验表明电子线度<10-17m
说明 对于有限分布带电体，可以 看作无限多点电荷的集合
mp1.671027kg G 6.6 7 1 10 N 1m 2k 2 g 电子与质子之间静电力（库仑力）为吸引力
FEe240R28.210 8(牛 ）
电子与质子之间的万有引力为
忽略！
F GGm R 2 M 3.61 4 07N 所以库仑力与万有引力数值之比为 FE FG 2.31039
静电力的叠加原理
(a)q1和q2同性，则q1 q2>0, F21和 r0 同向，
方程说明1排斥2
F12
r0
q1 0
F21
q2 0
斥力
q1 0
q2 0
F2 1
1
4 0
q1q2 r2
r0
(b)q1和q2异性，则q1 q2<0, F21和 r0 反向，
方程说明1吸引2
r0
F12
F21
q1 0
q20 引力
q1 0
第9章 静电场
静电场----相对于观察者静止的电荷产生的电场 一个实验规律：库仑定律； 两个物理量： 场强、电势； 两个定理： 高斯定理、环路定理
教学基本要求
一 掌握描述静电场的两个物理量——电场强度 E和电势V的概念，
二 理解静电场两条基本规律——高斯定理及静 电场的环路定理
三 掌握电场强度与电势梯度的关系
2、数学表述 F 21kqr11q222 e 12F 12
1 k
4 0
r q 1
e 12
q2
eF1221————单 电位荷q矢1作量用，于由电施荷力q物2的体力指。向受力物体。或r用 0表示
0 ——真空介电常数。
讨论
F2 1 410
q1q2 r2
r0
库仑定律包含同性相斥，异性相吸这一结果。
作用于某电荷上的总静电力等于其他点电荷单独
存在时作用于该电荷的静电力的矢量和。
数学表达式
F2
离散状态
N
F Fi
i 1
r1 0 q
Fi
qqi
4 0ri2
ri0
q1
q 2 r20
连续分布
FdF
dF
qdq
4 0r2
r0
F
F1
9-2 电场 电场强度
背景：静电力的两种观点：
超距作用： 力的传递不需要媒介，不需要时间。