《真空中的静电场》PPT课件

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1、相对于观察者静止的电荷在其周围空间产生的电场。第七章真空中的静电场静电场：概述电场对处在场中的电荷有力的作用电场对处在场中的运动电荷做功描述电场的基本物理量电场的性质从矢量场的观点出发高斯定理环路定理10/5/20211主要内容点电荷的库仑定律库仑力的叠加原理定义和计算的通量高斯定理及其应用电场力做功的特点环路定理电势及其计算和电势梯度的关系带电粒子在电场中的运动及其应用10/5/20212要求：掌握场强的计算掌握用高斯定理计算三种典型对称分布的带电系统的场强的方法掌握用电势叠加原理计算电势的方法掌握电场能量的计算方法10/5/20213§7.1点电荷库仑定律宏观物体带电量为e的整数倍。1、

2、电荷的量子性电子电量2、电荷守恒定律——电绝缘系统中，电荷的代数和保持常量。一点电荷10/5/202143、电荷相对论不变性+++电荷为Q电荷为Q一个电荷，其电量与它的运动速度或加速度均无关。这是电荷与质量的不同之处。电荷的这一性质表明系统所带电荷的电量与参考系无关，即具有相对论不变性。10/5/20215§7.1点电荷库仑定律4、点电荷的物理模型点电荷:当带电体的形状和大小与带电体的距离相比可以忽略时,带电体可以看成点电荷.点电荷不是指带电体的电量很小;当研究的场中某点P到带电体几何中心的距离远大于带电体自身时,带电体可以看成点电荷.若已知一个点电荷,而研究场中某点P到点电荷距离充分小时,

3、此带电体不能视为点电荷.10/5/20216文字描述:真空中两个静止点电荷相互作用力的大小正比于两个点电荷电量的积，反比于两个点电荷距离的平方，方向沿着它们的连线，同种电荷相斥，异种电荷相吸。二、库仑定律注意:库仑定律仅适用于点电荷。10/5/20217电荷1受电荷2的力真空中的介电常数库仑定律的数学表达讨论:对吗?静止电荷之间的作用力亦称库仑力。10/5/20218试求氢原子中原子核与电子之间的万有引力与库仑力的比例题解：氢原子核与电子之间的库仑力和万有引力为:结论:万有引力远小于库仑力。所以，一般在考虑库仑力时，如无必要，不考虑万有引力。10/5/20219三、静电力的叠加原理空间上有多

4、个点电荷时,作用在某个点电荷的总静电力等于其他各点电荷单独存在时对该点电荷所施静电力的矢量和.设所受作用力如图:叠加原理10/5/202110四、带电体之间静电力的计算1.点电荷之间静电力的计算点电荷q0受到其他N个点电荷的静电力:例题:如图，在等腰直角三角形的顶点各有一个点电荷q,求：顶点C处点电荷所受的库仑力aaC⊕⊕⊕10/5/202111Key:10/5/2021122.点电荷q0与带电体Q之间静电力的计算思路利用定积分的思想,结合库仑定律和静电力的叠加原理分析.步骤将带电体Q无限细分,取点电荷计算q给予点电荷dq的静电力利用静电力的叠加原理,计算q给予所有点电荷dq的静电力10/5

5、/202113例题如图:计算一个长度给定的均匀带电直线同其延长线上一个点电荷之间的静电力Q,L⊕q0b10/5/202114总结本节课重点为点电荷的物理模型点电荷之间的库仑定律带电体之间电场力的计算10/5/202115§7.2电场电场强度一、电场历史上的三种观点(a)超距作用（无介质）问题的提出：库仑定律给出了真空中点电荷之间的相互作用的定量关系，然而这作用是通过什么途径来传递的呢？电荷电荷(b)近距作用（介质——以太）电荷以太电荷(c)场10/5/202116(c)场：（1832年法拉第）弥漫在电荷周围并对处于其中的另一电荷有作用力1.电场：电荷周围存在的一种特殊物质电荷电场电荷2.

6、电场的基本特性：对处在电场中的电荷施加作用。电荷1对电荷2的作用过程:在电荷1的周围空间存在一种特殊的物质,电荷1给予电荷2的作用力是靠这个特殊的物质传递的;因为电荷2处于电荷1产生的场中,所以电荷2受到了静电力的作用.产生电场的电荷1称为场源电荷,电荷2所处的位置为场中的点------场点10/5/202117在电荷2的周围空间存在一种特殊的物质,电荷2给予电荷1的作用力是靠这个特殊的物质传递的;电荷2对电荷1的作用过程:因为电荷1处于电荷2产生的场中,所以电荷1受到了静电力的作用.产生电场的电荷2称为场源电荷,电荷1所处的位置为场中的点----称为场点10/5/2021183.电场与实物

7、的异同点异点：实物是由原子、分子组成，看得见，摸得着，场物则不同；场物有空间可入性，且互不发生影响。实物则没有；实物的密度很大，而场物的密度很小。实物的运动速度不能达到光速，而场物一般以光速运动。10/5/202119同点:场跟实物一样，也有质量能量、动量和角动量场物也遵从质量守恒，动量守恒，角动量守恒3.电场与实物的异同点(续)场物跟实物一样，在存在形式上也具有多样性10/5/2021204.静电场当一个电