大学物理内容总结40学时new

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1、静电场研究对象：静止电荷→静电场核心问题：建立→静电场→描述讨论→静电场→性质研究内容：一、静电的基本现象和基本规律二、静电场电场强度三、高斯定理四、电势及其梯度五、静电场与导体的相互作用六、静电场与介质的相互作用七、静电场的能量一、静电的基本现象和基本规律（回顾与深化）1.两种电荷：正电荷、负电荷同种电荷相斥，异种电荷相吸.2.电荷守恒定律：电荷既不会产生，也不会消灭，它只会从一个物体转移给另一个物体，从物体的一部分转移到另一部分，自然界电荷的代数和保持不变。这是自然界的又一条守恒定律。能量守恒质量守恒电荷守恒3.库仑定律：两个点电荷之间相互作用的

2、定量描述（真空）1).内容：o对的作用力::单位矢量表示方向2).说明：(1).适用范围：点电荷理想模型例：由库仑定律:无意义，为什么？带电体本身的几何线度不可忽略，不能作为点电荷处理.(2).矢量式F的大小、方向F的方向与r有关，与的正负有关.同号,F与r同向,反号,F与r反向.(3).K的问题—单位制的问题K是比例系数.取决于单位制的选取国际单位制(SI制MKSA制)基本单位如下:长度质量时间电流量纲LMTI单位MKgSAK的有理化:真空介电系数二、静电场电场强度1.静电场：电荷电场电荷场是物质存在的一种形式。场的物质性：①电场对电荷施加力的作用

3、；②电场力对电荷作功；③电场与实物有相互作用（导体、介质）2.电场强度：场源r场点Q1).试探电荷的要求：(1).体积足够小—场中一点的性质；(2).电量足够少—不影响场源电荷的分布。2).受力情况的考察：不同点：受力的大小、方向不同，各点性质不同.同一点：改变，改变,但与成正比的变化.,反映了场中同一点的性质是确定的.3)定义：电场中一点的电场强度：4).讨论：(1).=+1,(2).:固有性质，与的大小、正负无关。3.场强叠加原理：P依据：点电荷系统：场中任一点P的场强？在P点放一试探点电荷，考察受力:场强叠加原理电荷连续分布的带电体（面、线）—

4、微分原理带电体：电荷体密度电荷元dQrPQ带电面:电荷面密度电荷元带电线:电荷线密度电荷元电荷元—点电荷—的场强分布dQ带电体（面、线）的场—场强叠加原理4.场强的计算（方法一）：1).理论依据：点电荷场强公式场强叠加原理2).数学工具：矢量叠加；积分（线、面、体）4).解题步骤：(1).确定坐标系(2).选取电荷元(3).写出分量式：(4).计算结果（统一变量）举例：1.电偶极子联线的延长线上，中垂线上任一点的场强。2.均匀带电直线的场强分布。3.均匀带电园环轴线上场强的分布。q,R.*两个无限大带电平面的场强分布：5.带电体在电场中的受力：点电荷

5、:带电体:先微后积三、高斯定理（静电场的基本定理之一）１.电力线—电场的几何描述两条规定：1).每一点的切线方向：的方向2).垂直穿过单位面积的电力线数目：的大小:电力线反映了场强分布的大小和方向两条性质：1).始于正电荷，止于负电荷，不中断，不闭合，有头有尾。2).任意两条电力线不会相交(任一点场强的方向是唯一的)两点注意：1).电力线电荷运动轨迹E2).电力线不是真实存在的线。1.电通量：1).定义：电力线通过某一给定面积的数量。nE2).计算：匀强电场：电通量等于场强与该面矢的点积nnSS``S`S:S`:非匀强电场：微分原理面元:dS电通量是

6、标量，可正，可负，取决于nEEnEdSdSdS穿出穿进不进不出（平行）规定封闭曲面的法线正方向向外。3.高斯定理：对电力线性质的数学化表述1).内容：静电场中通过任意封闭曲面的电通量等于曲面所包围的电荷之代数和除以，与封闭面外的电荷无关.2).注意：(1).与面内有关代数和(2).与面外q无关，与面内q分布无关(3).面上任一点的E不仅与面内q有关，而且与面外q有关。与E是两回事.举例：偶极子场(1).=0各点E=0?(2).面上各点的E仅由面内q决定?(3).闭合面上各点的场强变了，则一定发生变化?4).意义：静电场是有源场正电荷穿出正电荷源头负电

7、荷穿进负电荷尾闾源电荷4.高斯定理的应用—计算场强的方法二1).对象：电荷分布呈对称性场强分布呈对称性(1).轴对称分布：无限长直线园柱面（体）两个同轴园柱面（体）(2).球对称分布：球面球体两个同心的球面（体）(3).面对称分布：无限大平面两个无限大平面无限大平板2).步骤：(1).分析对称性：(2).选取高斯面（封闭曲面）：a.高斯面须经过场点b.高斯面的各部分或与场强平行，或与场强垂直，并且高斯面上各点的E大小相等.c.高斯面必须是个简单可积的几何面。(3).根据进行计算。例：无限长带电直线的场强分布。（略）例：无限长带电圆柱面的场强分布。（略

8、）例：均匀带电球面（体）的场强分布。R，q解：分析对称性：球对称分布选取高斯面：同心球面根据计算：面外：即：