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时间:2019-06-30
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1、2电场电场强度1电场2电场强度3电场强度叠加原理4电荷的连续分布5带电体在电场中所受的力及其运动2.1电场电场库仑定律给出了两个点电荷相互作用的定量关系问题:相互作用是如何传递的?电荷直接、瞬时电荷超距作用电荷电荷传递需要时间近距作用两者争论由来已久近代物理证明电场传递相互作用场的观点:电荷之间的相互作用是通过电场传递的,或者说电荷周围存在电场。变化的电磁场以光速传播:场具有动量、质量移动带电体,电场力作功:场具有能量电场中的带电体,受电场的作用力。电场物质性的表现电荷电荷电场电场2.2电场强度电荷q0所受的力为引入试探电荷q0:几何线度
2、充分小——点电荷电量充分小——小到什么程度?电场强度定义从F中扣除q0可得单位牛顿/库仑NC-1[I-1LMT-1]电场强度是空间坐标的矢量函数,即矢量场。为与其它矢量场,如速度场、引力场等相区别,我们称它为电场。简言之,电场就是带电体周围的一个具有特定性质的空间。在此空间中处一点电荷q,会受到作用力为:2.3—2.4场强叠加原理,电荷连续分布实际就是力的叠加原理点电荷组在空间某点产生的电场等于各点电荷单独存在时在该点产生的场的矢量和。点电荷组连续带电体注意上式是矢量积分,具体计算时,要化成标量积分dq是什么?积分限如何确定?几重积分?由
3、带电体的电荷分布决定p22例题2:计算电偶极子臂的延长线上和中垂线上的场强分布,设(1)延长线上l<4、.分解对称性分析垂直x方向投影,抵消,E=0x方向,同向3.叠加求积分方向沿x轴正向讨论:当x>>a时思考:求均匀带电圆盘轴线上一点的场强,如何取微元?就是点电荷的电场例求均匀带电圆盘轴线上任一点的电场。已知:q、R、x求:Ep解:细圆环所带电量为由上题结论知:RrPx分割叠加1.当R>>x(无限大均匀带电平面的场强)讨论2.当R<5、外一点P与直线距离a,与直线两端的连线与直线夹角分别为1和2。求P点场强。解:取坐标如图,dq=dl=(q/L)dxr,x,三者关系?r=a/sinx=actgdx=(a/sin2)d12dxPxa0x讨论(1)L>>a(或L,q,但不变)1=0,2=代入得Ex=0,Ey=/20a此式为无限长直线电荷分布周围的电场强度(2)L<6、系在电场中所受的力和力矩P27例题4求电偶极子在均匀电场中受的力矩电偶极子(Electricdipole):靠得很近的等量异号点电荷对-qql电偶极矩:在均匀电场中,受合力为零。+-在均匀电场中受的力矩:力矩使p尽量和E方向一致。电场不均匀,合力不为零。在电场中,受力矩作用。+-计算关于任意一点O的力矩:=/2时,力矩最大=0或时,力矩为零,为平衡态.力矩的作用使电偶极矩转向场强的方向,=0为稳定平衡,=为不稳定平衡.+-关于任意一点O的力矩:当dq位置发生变化时,它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。由对称性a.yzxdq作业7、:P326,7,9,10,12,13
4、.分解对称性分析垂直x方向投影,抵消,E=0x方向,同向3.叠加求积分方向沿x轴正向讨论:当x>>a时思考:求均匀带电圆盘轴线上一点的场强,如何取微元?就是点电荷的电场例求均匀带电圆盘轴线上任一点的电场。已知:q、R、x求:Ep解:细圆环所带电量为由上题结论知:RrPx分割叠加1.当R>>x(无限大均匀带电平面的场强)讨论2.当R<5、外一点P与直线距离a,与直线两端的连线与直线夹角分别为1和2。求P点场强。解:取坐标如图,dq=dl=(q/L)dxr,x,三者关系?r=a/sinx=actgdx=(a/sin2)d12dxPxa0x讨论(1)L>>a(或L,q,但不变)1=0,2=代入得Ex=0,Ey=/20a此式为无限长直线电荷分布周围的电场强度(2)L<6、系在电场中所受的力和力矩P27例题4求电偶极子在均匀电场中受的力矩电偶极子(Electricdipole):靠得很近的等量异号点电荷对-qql电偶极矩:在均匀电场中,受合力为零。+-在均匀电场中受的力矩:力矩使p尽量和E方向一致。电场不均匀,合力不为零。在电场中,受力矩作用。+-计算关于任意一点O的力矩:=/2时,力矩最大=0或时,力矩为零,为平衡态.力矩的作用使电偶极矩转向场强的方向,=0为稳定平衡,=为不稳定平衡.+-关于任意一点O的力矩:当dq位置发生变化时,它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。由对称性a.yzxdq作业7、:P326,7,9,10,12,13
5、外一点P与直线距离a,与直线两端的连线与直线夹角分别为1和2。求P点场强。解:取坐标如图,dq=dl=(q/L)dxr,x,三者关系?r=a/sinx=actgdx=(a/sin2)d12dxPxa0x讨论(1)L>>a(或L,q,但不变)1=0,2=代入得Ex=0,Ey=/20a此式为无限长直线电荷分布周围的电场强度(2)L<6、系在电场中所受的力和力矩P27例题4求电偶极子在均匀电场中受的力矩电偶极子(Electricdipole):靠得很近的等量异号点电荷对-qql电偶极矩:在均匀电场中,受合力为零。+-在均匀电场中受的力矩:力矩使p尽量和E方向一致。电场不均匀,合力不为零。在电场中,受力矩作用。+-计算关于任意一点O的力矩:=/2时,力矩最大=0或时,力矩为零,为平衡态.力矩的作用使电偶极矩转向场强的方向,=0为稳定平衡,=为不稳定平衡.+-关于任意一点O的力矩:当dq位置发生变化时,它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。由对称性a.yzxdq作业7、:P326,7,9,10,12,13
6、系在电场中所受的力和力矩P27例题4求电偶极子在均匀电场中受的力矩电偶极子(Electricdipole):靠得很近的等量异号点电荷对-qql电偶极矩:在均匀电场中,受合力为零。+-在均匀电场中受的力矩:力矩使p尽量和E方向一致。电场不均匀,合力不为零。在电场中,受力矩作用。+-计算关于任意一点O的力矩:=/2时,力矩最大=0或时,力矩为零,为平衡态.力矩的作用使电偶极矩转向场强的方向,=0为稳定平衡,=为不稳定平衡.+-关于任意一点O的力矩:当dq位置发生变化时,它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。由对称性a.yzxdq作业
7、:P326,7,9,10,12,13
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