静电场-医学物理学

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1、电磁学电能是应用最广泛的能源；电磁波的传播实现了信息传递；电磁学与工程技术各个领域有十分密切的联系；电磁学的研究在理论方面也很重要。2021/8/51组成物质的分子与原子都是由带正电的原子核和带负电的电子组成的，可以说物质世界是一个电的世界，只要条件具备，任何物质都有可能带上电，包括人体。医学也是一个与电学息息相关的学科，人体内存在的各种生物电现象，如：心电、脑电和肌电等贯穿于生命整个过程，在疾病的诊断和治疗中，各种医疗电子仪器的使用离不开电学知识，学好电学知识对于医学生是必要的，电学部分分为三部分：静电场，直流电和电磁现象。2021/8/52静电场第

2、五章2021/8/53静电场----相对于观察者静止的电荷产生的电场稳恒电场---不随时间改变的电荷分布产生不随时间改变的电场两个物理量：场强、电势；一个实验规律：库仑定律；两个定理：高斯定理、环流定理2021/8/54§5.1电场电场强度电荷库仑定律电场与电场强度场强叠加原理电场强度的计算2021/8/55电荷守恒定律：在一个孤立系统内发生的过程中，正负电荷的代数和保持不变。电荷的量子化效应：Q=Ne1、电荷及其性质电荷的种类：正电荷、负电荷电荷的性质：同号相斥、异号相吸电量：电荷的多少单位：库仑符号：C点电荷:带电体的线度和形状可忽略时,可将带电体

3、视为点电荷.一、电荷库仑定律2021/8/56一对等量正点电荷的电力线++2021/8/57一对不等量异号点电荷的电力线2021/8/58一对等量异号点电荷的电力线+2021/8/592、库仑定律——真空介电常数。——两点电荷之间的距离。F——电荷q1和电荷q2的作用力，遵循同号相斥异号相吸。静电力：真空中两个静止的点电荷之间的作用力，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。2021/8/510数学表达式:离散状态连续分布静电力的叠加原理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

4、的矢量和。——q与dq之间的距离。2021/8/5111、电场叠加性研究方法：能法—引入电势u力法—引入场强对外表现：a.对电荷（带电体）施加作用力b.电场力对电荷（带电体）作功2、电场强度场源电荷试验电荷电场电荷电荷二、电场与电场强度方向：正电荷在该点的受力方向2021/8/512点电荷系连续带电体Edv三、电场强度叠加原理2021/8/5131、点电荷的电场四、电场强度的计算点电荷E以场源电荷为中心呈球对称分布2021/8/5142、点电荷系的电场设真空中有n个点电荷q1,q2,…qn，则P点场强场强在坐标轴上的投影2021/8/5153、连续带电

5、体的电场电荷元随不同的电荷分布应表达为：体电荷面电荷线电荷2021/8/516例、求一均匀带电圆环轴线上任一点x处的电场。已知：q、a、x。yzxxpadqr2021/8/517当dq位置发生变化时，它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。由对称性a.yzxdq2021/8/518yzxxpadqr2021/8/519讨论（1）当的方向沿x轴正向当的方向沿x轴负向（2）当x=0,即在圆环中心处，当x2021/8/520这时可以把带电圆环看作一个点电荷这正反映了点电荷概念的相对性（3）当时，2021/8/521§5.2高斯定理电场线和电通量高斯定理高斯定

6、理的应用举例2021/8/522在电场中画一组曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的电场方向一致，这一组曲线称为电场线。1、电场的图示法电场线电场线性质：2、任何两条电力线不相交。1、不闭合，不中断,起于正电荷、止于负电荷；一、电场线和电通量2021/8/523大小：方向：切线方向=电场线密度总结：垂直通过无限小面元的电场线数目de与的比值称为电场线密度。我们规定电场中某点的场强的大小等于该点的电力线密度2021/8/524点电荷的电力线正电荷负电荷++一对等量异号电荷的电力线一对等量正点电荷的电力线++一对异号不等量点电荷的电力线2qq+带电平行板电

7、容器的电力线+++++++++2、电通量通过电场中某一面的电场线数称为通过该面的电通量。用Φe表示。a.均匀电场S与电场强度方向垂直b.均匀电场，S法线方向与电场强度方向成角2021/8/530c、电场不均匀，S为任意曲面2021/8/531d、S为任意闭合曲面规定：法线的正方向为指向闭合曲面的外侧。穿入：穿出：通量为负通量为正2021/8/5321、高斯定理的引出(1)场源电荷为点电荷且在闭合球面中心r+q与球面半径无关，即以点电荷q为中心的任一球面，不论半径大小如何，通过球面的电通量都相等。二、高斯定理2021/8/533讨论：c、若封闭面不是球

8、面，积分值不变。电量为q的正电荷有q/0条电力线由它发出伸向无穷远电量为q的负电荷有q/0