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1、第2章 运动电荷的电场1第1页，本讲稿共23页目目 录录2.1 高斯定理与运动电荷高斯定理与运动电荷2.3 匀速直线运动点电荷的电场匀速直线运动点电荷的电场2.2 在无磁场情况下电场的变换在无磁场情况下电场的变换2.4 电场对运动电荷的作用力电场对运动电荷的作用力2第2页，本讲稿共23页静止点电荷的电场球对称+库仑定律成立运动点电荷的电场轴对称+v库仑定律不成立！2.1 高斯定理与运动电荷高斯定理与运动电荷第3页，本讲稿共23页基本假定：基本假定：对于运动电荷，对于运动电荷，高斯定理也成立。高斯定理也成立。S(t)qi更一般地假定：更一般地假定：在在任任何何情情况况，包包括括在在变变化化的的电
2、电磁磁场场中中，凡凡是是电场，都服从高斯定理，即电场，都服从高斯定理，即4第4页，本讲稿共23页2.2 在无磁场情况下电场的变换在无磁场情况下电场的变换纵向场强不变，横向场强增加到纵向场强不变，横向场强增加到 倍。倍。结论：S系zzxS系系：只有电场只有电场,无磁场无磁场。ExvE=?求S系电场5第5页，本讲稿共23页S 系静电场S系vv 电电场场可可以以独独立立于于电电荷荷存存在在，则则可可用用任任意意电电荷荷分布来说明上述结论。分布来说明上述结论。1、横向场强增大到横向场强增大到 倍倍。为为避避开开场场点点的的相相对对论论变变换换，用用平平板板电电容容器器间间的的均均匀匀静静电电场场的的变
3、变换换这这一一特例来说明。特例来说明。6第6页，本讲稿共23页2、纵向场强不变纵向场强不变S 系S系v7第7页，本讲稿共23页2.3 匀速直线运动点电荷的电场匀速直线运动点电荷的电场vS系？8第8页，本讲稿共23页电荷系S 中点电场(静电场)：S系9第9页，本讲稿共23页由电场的变换得由电场的变换得再由场点的变换系中运动电荷的电场。,得S轴对称轴对称，vS系，点电场：S系S系10第10页，本讲稿共23页场点的变换：代入场强变换公式得代入场强变换公式得11第11页，本讲稿共23页12第12页，本讲稿共23页q因此，因此，E 沿由点电荷引向沿由点电荷引向P点的矢径方向。点的矢径方向。vS系q13第
4、13页，本讲稿共23页匀速直线运动点电荷的电场：匀速直线运动点电荷的电场：注意：是 和 的夹角 低低速速情情况况回回到到库库仑定律。仑定律。若 得14第14页，本讲稿共23页v+Q15第15页，本讲稿共23页证明：证明：对匀速运动电荷电场高斯定理成立对匀速运动电荷电场高斯定理成立16第16页，本讲稿共23页查积分表：查积分表：代入得代入得 对对匀匀速速运运动动电电荷荷的的电电场，高斯定理成立。场，高斯定理成立。v+QqrS17第17页，本讲稿共23页【例】一无限长带电直线，沿线的方向以速度u运动，运动直线的线电荷密度为。求与直线距离为 a 的P点的电场。auP解：解：1、用高斯定理计算、用高斯
5、定理计算uaL18第18页，本讲稿共23页2、用运动电荷电场公式计算、用运动电荷电场公式计算点电荷点电荷 l ldx 在在P点的点的电场：电场：ar0 xdEdEydExuqPdx19第19页，本讲稿共23页对称性ar0 xdEdEydExuqPdx20第20页，本讲稿共23页注意注意21第21页，本讲稿共23页 电电场场对对运运动动电电荷荷q的的作作用用力力（电电力力）,与与该该电电荷的运动速度无关。即荷的运动速度无关。即2.4 电场对运动电荷的作用力电场对运动电荷的作用力用特例说明：用特例说明：S参考系：参考系：电场（）；Ex,Ey,Ezq运动。运动。无磁场；无磁场；S(q静止静止)参考系：参考系：变换到变换到S系，为系，为22第22页，本讲稿共23页静静动动EqFrr=EqFrr=EqFrr=源源电电荷荷qq电荷间的相互作用：电荷间的相互作用：洛仑兹力23第23页，本讲稿共23页