电场强度和电位(完美解析).ppt

《电场强度和电位(完美解析).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、库仑定律安培定律法拉第定律位移电流假设电磁学三大实验定律麦克斯韦电磁场方程组电磁场理论的建立库仑定律地磁场和太阳耀斑雷电汽轮发电机变压器变电站雷达电磁波暗室（无反射）磁悬浮波导基本原理：静电场的基本原理恒定电场的基本原理恒定磁场的基本原理时变电磁场的基本原理分析计算方法：镜像法电轴法分离变量法数学工具：矢量分析与场论学习内容：考核方式：课堂表现10%＋作业20％＋期末考试成绩70%1.0序静电场是相对观察者静止且量值不随时间变化的电荷所产生的电场。它是电磁理论最基本的内容。由此建立的物理概念、分析方法在一定条件下可应用推广到恒定电场,恒定磁场及时变场

2、。本章要求深刻理解电场强度、电位移矢量、电位、极化等概念。掌握静电场基本方程和分界面衔接条件。掌握电位的边值问题及其解法。Introduction下页上页返回1.1.1库仑定律(Coulomb’sLow)ElectricFieldIntensityandElectricPotentialN(牛顿)适用条件：库仑定律1.1电场强度和电位图1.1.1两点电荷间的作用力点电荷之间的作用力靠什么来传递？思考两个可视为点电荷的带电体之间的相互作用力;真空中的介电常数F/m下页上页返回1.1.2电场强度(ElectricIntensity)V/m(N/C)定义：

3、电场强度E等于单位正电荷所受的电场力F（a）单个点电荷产生的电场强度V/m图1.1.2点电荷的电场一般表达式为下页上页返回（b)n个点电荷产生的电场强度(矢量叠加原理)（c)连续分布电荷产生的电场强度图1.1.4体电荷的电场图1.1.3矢量叠加原理元电荷产生的电场，，下页上页返回线电荷分布体电荷分布面电荷分布下页上页返回解:轴对称场，圆柱坐标系。例1.1.1真空中有一长为L的均匀带电直导线，电荷线密度为,试求P点的电场。下页上页返回图1.1.5带电长直导线的电场xz无限长直导线产生的电场平行平面场。0下页上页返回矢量恒等式故静电场是无旋场1.静电场的

4、旋度1.1.3旋度和环路定律(CurlandCircuitalLaw)点电荷电场取旋度0下页上页返回2.静电场的环路定律电场力作功与路径无关,静电场是保守场，是无旋场。由Stokes’定理，静电场在任一闭合环路的环量说明即下页上页返回1.1.4电位函数(ElectricPotential)负号表示电场强度的方向从高电位指向低电位。在直角坐标系中1.E与的微分关系矢量恒等式由下页上页返回所以2.与E的积分关系图1.1.6E与的积分关系线积分式中设P0为电位参考点，即，则P点电位为所以下页上页返回4.电位参考点例如：点电荷产生的电位：点电荷所在处不能作为

5、参考点场中任意两点之间的电位差与参考点无关。选择参考点尽可能使电位表达式比较简单。电位参考点可任意选择，但同一问题，一般只能选取一个参考点。下页上页返回电荷分布在有限区域时，选择无穷远处为参考点。电荷分布在无穷远区时，选择有限远处为参考点，为什么？下页上页返回5)电力线与等位线（面）E线微分方程直角坐标系当取不同的C值时，可得到不同的等位线(面)。等位线(面)方程曲线上任一点的切线方向是该点电场强度E的方向。电位相等的点连成的曲面称为等位面。1.1.7电力线方程下页上页返回解：在球坐标系中所以用二项式展开，又有r>>d，得例1.2.1画出电偶极子的

6、等位线和电力线(r>>d)。图1.1.8电偶极子下页上页返回电力线方程(球坐标系)：等位线方程(球坐标系)：将　和　代入E线方程表示电偶极矩（dipolemoment)，方向由-q指向+q。图1.1.9电偶极子的等位线和电力线下页上页返回电力线与等位线（面）的性质：图1.1.10点电荷与接地导体的电场图1.1.11点电荷与不接地导体的电场E线不能相交,等线不能相交；E线起始于正电荷，终止于负电荷;E线与等位线（面）正交；下页上页返回线愈密处，场强愈大;图1.1.12介质球在均匀电场中图1.1.13导体球在均匀电场中图1.1.14点电荷位于无限大介质上

7、方图1.1.15点电荷位于无限大导板上方下页上页返回