大学物理12 真空中的静电场

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1、大学物理教师：李美姮mhli2003@163.com1目标论哈佛大学调查：有人生目标20%把人生目标写在纸上是20%人中的20%。校友会（每年近210亿美金）跟踪调查发现：4%CEO16%中层人士80%打工人士。真心希望每个同学都树立明确的人生目标，并为之努力奋斗！2本学期基本教学安排一、教学内容：教材《大学物理学》国家规划教材电磁学（12-16章）相对论基础（3章）量子力学基础（17章）二、教学时间：1-16周考试在第17-20周进行。大班教学48学时，小班学习指导课16学时。三、考核方式：考试（50%）+平时成绩（50%）平时成绩：期中考试（20%）、作业和考勤（30%）四、作

2、业大学物理（二）练习册题型：选择、填空、计算、研讨。要求：独立、认真、按时完成！3学生有下列情形之一者，任课教师应取消该学生本门课程的考试资格：1．缺交作业累计达本门课程学期作业总量的1/3的；2．一学期内无故缺课累计超过本门课程教学时数1/3，或经抽查有2次以上缺课者；3．有实验的课程，实验不合格的。被取消考试资格的学生，不予记载平时成绩，不得参加本门课程的考试及补考，即使参加了考试，成绩也无效。学校对学生上课要求的相关政策4学习交流空间学习需要交流，利用qq空间的交流功能，开设QQ群：大物15级群号：348948883。申请加入请注明班级等相关信息群共享老师适时上传最新上课的电

3、子教案、学习参考资料、教材各章习题详细解答、练习册各章参考答案、模拟试卷与答案等。5电磁学（Electromagnetism）▲电磁学研究的是电磁现象•电场和磁场的相互联系；•电磁场对电荷、电流的作用；•电磁场对物质的各种效应。的基本概念和基本规律：•电荷、电流产生电场和磁场的规律；6▲电磁学的教学内容:•静电学（真空、介质、导体）•稳恒电流的磁场（真空、介质）•电磁场与电磁波电磁学内容按性质来分,主要包括“场”和“路”两部分.这里我们侧重于从场的观点来进行阐述.“场”不同于实物物质,它具有空间分布,这样的对象从概念到描述方法,例如对矢量场的描述方法及其基本特性——引入“通量”和“

4、环流”两个概念及相应的通量定理和环路定理，对初学者来说都是新的。7电磁学的学习特点1.与力学相比，电磁学的思路与学习方法不同力学牛顿运动定律动量规律功能规律电磁学电现象磁现象电生磁磁生电电磁场方程组2.与中学相比，加深了数学与物理的结合高等数学的微积分、矢量代数的运用。8第12章真空中的静电场§12.1电荷库仑定律§12.2电场与电场强度§12.3高斯定理§12.4电势§12.5等势面与电势梯度作业：练习册静电场相对观测者静止的电荷产生的电场9一、电荷的基本性质1.两种电荷2.电荷守恒定律在一个与外界没有电荷交换的系统内，不管发生什么物理过程，正负电荷代数和保持不变。§1电荷库仑

5、定律高能光子与重原子核作用可以转化为电子偶；电子偶也能湮没为光子。+光子3.电荷量子化物体带电量变化是不连续的，只能是元电荷e的整数倍。e=1.60210-19C(库仑)4.电荷的相对论不变性在不同的参照系内观察，同一个带电粒子的电量相同。10二、库仑定律,静电力的叠加原理真空中两个静止点电荷之间相互作用力的大小与它们的电量q1和q2的乘积成正比，与它们之间的距离r12（或r21）的平方成反比；作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同号相斥，异号相吸。F21z+q1+q2F12r1r2xyor211.库仑定律实验定出：k=8.9880109N·m2/C2国际单位制（SI）中：F—

6、N;q—C;r—m≈9.0109N·m2/C211▲库仑定律适用的条件：•真空中点电荷间的相互作用•施力电荷对观测者静止（受力电荷可运动）0—真空介电常数▲有理化：引入常量0，有：有理化后的库仑定律：令[思考]为什么要对库仑定律进行有理化处理？122.静电力的叠加原理+q0+q1-q2F01F02F库仑定律和叠加原理相配合,原则上可以求解静电学中的全部问题。13例12.1氢原子中电子和质子的距离为5.3×10-11m。求此二粒子间的静电力和万有引力各为多少？解：根据库仑定律可得两粒子间静电力大小：根据万有引力定律可得两粒子间万有引力大小：可以看出，氢原子中电子与质子的相互作用

7、的静电力远大于万有引力，前者约为后者的1039倍。(N)(N)14§2电场与电场强度一、电场：电荷电荷“超距”早期：电荷“超距”作用理论直接给予，不需要中间物传递，也不需要时间1.电场概念的引入后来：法拉第提出“近距”作用并提出力线和场的概念电荷电荷“近距”电场电荷周围存在由它产生的电场。通过电场给予，传播需要时间，其速度为光速152.电场的物质性体现在：c.变化的电磁场以光速传播：场具有动量、质量b.移动带电体，电场力作功：场具有能量a.电场中的带电体，受电场的作用