【5A版】大学物理-电磁学部分.pptx

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1、真空中的静电场第七章2一电荷的量子化1种类:4电荷的量子化:2性质:正电荷，负电荷库仑（C）同种相斥，异种相吸3单位:3二电荷守恒定律不管系统中的电荷如何迁移，系统的电荷的代数和保持不变.（自然界的基本守恒定律之一）4库仑(C.A.Coulomb17361806）法国物理学家，1785年通过扭秤实验创立库仑定律,使电磁学的研究从定性进入定量阶段.电荷的单位库仑以他的姓氏命名.5三库仑定律为真空电容率点电荷：抽象模型受的力6大小：方向：和同号相斥，异号相吸.7一静电场静电场:静止电荷周围存在的电场电荷电场电荷物质实物场8二电场强度1试

2、验电荷点电荷电荷足够小2电场强度场源电荷试验电荷9单位:和试验电荷无关电荷q受电场力:定义:单位正试验电荷所受的电场力场源电荷试验电荷10三点电荷电场强度+-P11四电场强度叠加原理点电荷系的电场12电荷连续分布的电场电荷体密度+13电荷面密度电荷连续分布的电场+14电荷线密度电荷连续分布的电场15电偶极矩(电矩)五电偶极子的电场强度电偶极子的轴+-16（1）轴线延长线上一点的电场强度..+-17..+-18（2）轴线中垂线上一点的电场强度.+-.19例1正电荷q均匀分布在半径为R的圆环上.计算通过环心点O并垂直圆环平面的轴线上

3、任一点P处的电场强度.20解故由于21（1）（2）（3）讨论22例2有一半径为R，电荷均匀分布的薄圆盘，其电荷面密度为.求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度.23解rdr24讨论25一电场线(1)切线方向为电场强度方向1规定2特点(1)始于正电荷，止于负电荷，非闭合线.典型电场的电场线分布图形(2)疏密表示电场强度的大小(2)任何两条电场线不相交.26二电场强度通量通过电场中某个面的电场线数1定义2表述匀强电场，垂直平面时.27二电场强度通量通过电场中某个面的电场线数1定义2表述匀强电场，与平面夹角.28非匀强电场，曲面

4、S.29非均匀电场，闭合曲面S.“穿出”“穿进”30在点电荷q的电场中，通过求电场强度通量导出.三高斯定理1高斯定理的导出高斯定理库仑定律电场强度叠加原理高斯高斯(C.F.Gauss17771855）德国数学家、天文学家和物理学家，有“数学王子”美称，他与韦伯制成了第一台有线电报机和建立了地磁观测台，高斯还创立了电磁量的绝对单位制.32点电荷位于球面中心+33点电荷在闭合曲面内+34+点电荷在闭合曲面外35点电荷系的电场36在真空中静电场，穿过任一闭合曲面的电场强度通量，等于该曲面所包围的所有电荷的代数和除以.2高斯定理高斯面373

5、高斯定理的讨论(1)高斯面：闭合曲面.(2)电场强度为所有电荷在高斯面上的总电场强度.(3)电场强度通量：穿出为正，穿进为负.(4)仅高斯面内电荷对电场强度通量有贡献.38四高斯定理应用举例用高斯定理求电场强度的一般步骤为：对称性分析；根据对称性选择合适的高斯面；应用高斯定理计算.39Q例1设有一半径为R,均匀带电Q的球面.求球面内外任意点的电场强度.对称性分析：球对称解高斯面：闭合球面(1)R40(2)Q41例2设有一无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为，求距直线为r处的电场强度.解++++++对称性分析与高斯面的

6、选取42例3设有一无限大均匀带电平面，电荷面密度为，求距平面为r处某点的电场强度.解对称性分析与高斯面的选取4344无限大带电平面的电场叠加问题45正点电荷与负点电荷的电场线一对等量异号点电荷的电场线一对不等量异号点电荷的电场线带电平行板电容器的电场线一对等量正点电荷的电场线典型电场的电场线分布图形46+正点电荷与负点电荷的电场线-47一对等量正点电荷的电场线++48-+一对等量异号点电荷的电场线49一对不等量异号点电荷的电场线-q2q50+++++++++++++-------------带电平行板电容器的电场线51一

7、静电场力所做的功点电荷的电场52结论:W仅与q0的始末位置有关，与路径无关.53任意带电体的电场结论：静电场力做功，与路径无关.（点电荷的组合）54二静电场的环路定理静电场是保守场结论：沿闭合路径一周，电场力作功为零.55三电势能静电场是保守场，静电场力是保守力.静电场力所做的功就等于电荷电势能增量的负值.电场力做正功，电势能减少.56令试验电荷q0在电场中某点的电势能，在数值上等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功.57四电势B点电势A点电势，令令58电势零点的选取：物理意义：把单位正试验电荷从点A移到无限远处时静电场力作的功.

8、有限带电体以无穷远为电势零点，实际问题中常选择地球电势为零.59将单位正电荷从A移到B时电场力作的功电势差几种常见的电势差（V）生物电10-3普通干电池1.5汽车电源12家用电器110或220高压输电线已达5.5105