《场强hipeak》PPT课件

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1、第四篇电磁学强电:电能是应用最广泛的能源；弱电:电磁波的传播实现了信息传递；交叉:电磁学与工程技术各个领域有密切的联系；机理:电磁学的研究在理论方面十分重要。1905年爱因斯坦建立狭义相对论1865年麦克斯韦提出电磁场理论1820年奥斯特发现电流对磁针的作用公元前600年1831年法拉第发现电磁感应古希腊泰勒斯第一次记载电现象电磁学发展简介第八章静电场两个定理：高斯定理、环流定理。本章研究真空中静止电荷产生的电场---真空中静电场的性质和规律。两个物理量：场强、电势。一个实验规律：库仑定律。一、电荷公元前600年：古希腊泰勒斯第一次记载电现象公元3

2、世纪中国人（晋）记载：今人梳头，解著衣，有随梳解者，有光者，也有喧声。实验表明：电现象的物理原因归结于电荷8-1电场电场强度电荷的种类：正电荷、负电荷电荷的性质：同号相斥、异号相吸电荷的电量：电荷的多少单位：库仑符号：C（小心：C很大）3、电荷的量子性（1911年，密立根油滴实验）电荷的最小单元：e=1.60×10-19库仑2、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=Ne.夸克不能单独存在二、库仑定律:十八世纪法国最伟大的物理学家，杰出的工程师，在电学、磁学、摩擦和工程上都有重大贡献。1785年他利用扭

3、称创立的电和磁的“库仑定律”是使电磁学研究从定性进入定量阶段的重要里程碑。库仑(C.A.Coulomb)1736-18061、点电荷：理想模型：r>>dr:电荷之间距离，d:线度2、真空中两个点电荷q1和q2间的作用力：大小：方向：同号相斥,异号相吸矢量式:oxzy：施力电荷指向受力电荷无论两个电荷的正负如何，此式都适用1、当两个电荷同号时，他们的乘积为正，力的方向和一致，为排斥力。2、当两个电荷异号时，他们的乘积为负，力的方向和一致，为吸引力。说明：1）：真空介电常量2）只适用于两个点电荷之间静电力的叠加原理：在氢原子内,电子和质子的间距为,比较它们之

4、间电库仑作用和万有引力库仑定律与万有引力的比较电场电荷电荷1、电荷之间的相互作用力：2、物质世界分两大类：粒子：电子、质子、中子、光子…场：电子的场、质子的场、中子的场…，光子的场为电磁场。三、电场：粒子与场相同处：质量、能量、动量。不同处：粒子组成的物体有一定的形状、体积…3、电场的基本特性：力和能量。力学性质：电荷在电场中要受到电场力的作用。能量性质：电场力对电荷有作功的本领。Qaqocqobqo电场中各处的力学性质不同。结论：1、在电场的不同点上放同样的试验电荷qo2、在电场的同一点上放不同的试验电荷结论：F3F2F14、电场强度定义：F：试验电荷

5、受到的电场力。※q0可正可负。※的单位：N/C或V/m。E※的大小与q0无关。E要求试验电荷q0：电量少；线度小讨论（1）电场强度是矢量：大小等于单位电荷在某点受到电场力的大小；方向为正电荷在某点受到的电场力的方向。（2）电场强度与试探电荷无关（3）是电场各处的基本属性，客观存在。E（4）点电荷的电场强度：:场源q指向场点P的单位矢量。qPrr0某些带电物体产生的电场强度值：带电物体典型场强值（V/m）室内电线附近约地面附近约120雷雨云附近约X光管内约电视显象管内约高压电器击穿空气处约氢原子的电子所在处脉冲星的表面处约铀核的表面处1.由是否能说，与成正

6、比，与成反比？讨论：2.一总电量为Q>0的金属球，在它附近P点产生的场强为。将一点电荷q>0引入P点，测得q实际受力与q之比为，是大于、小于、还是等于P的？四、电场强度的叠加原理：点电荷系电场中某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和。1、点电荷系：2、连续带电体：Pr电荷元dq在P处的场强为：所有电荷在P点产生的场强为：注意：总场强:(1)实际应用时，应写成的分量形式，进行标量积分。dq=线分布为电荷线密度面分布为电荷面密度体分布为电荷体密度(2)运用叠加原理求场强时,电荷元的取法:1.点电荷的电场的计算五、电场强度的计算场源q指向场点P的单

7、位矢量。2.点电荷系的电场的计算设真空中有n个点电荷q1,q2,…qn，则P点场强场强在坐标轴上的投影例1．电偶极子如图已知：q、-q、r>>l，电偶极矩求：A点及B点的场强解：A点设+q和-q的场强分别为和化简其中对B点：其中结论3、连续带电体的电场的计算（积分法）电荷元表达式体电荷面电荷线电荷思路例2求一均匀带电直线在O点的电场。已知：q、a、1、2、。【解题步骤】1.选电荷元5.选择积分变量4.建立坐标，将投影到坐标轴上2.确定的方向3.确定的大小选θ作为积分变量当直线长度无限长均匀带电直线的场强当方向垂直带电导体向外，当方向垂直带电导体向里

8、。讨论例3求均匀带电细杆延长线上一点的场强。已知q,L,a（经典题）(本题选自静