《电荷守恒定律》PPT课件

《《电荷守恒定律》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电磁学8/4/20211第六章静电场一、电荷、电荷守恒定律1.电荷电荷与质量一样，都是基本粒子的固有属性；基本粒子的电荷有正、负两种；一切基本粒子只可能具有电子所具有电荷的整数倍；电荷守恒是物理学普遍原理；电荷之间的相互作用，是通过电场作媒介传递的。2.电荷守恒定律在一个与外界没有电荷交换的系统内，正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。电荷守恒定律适用于一切宏观和微观过程(例如核反应和基本粒子过程)，是物理学中普遍的基本定律之一。8/4/202123.电荷量子化1906～1917年，密立根（R.A.millikan)用液滴法测定了电子电荷，证明微小粒

2、子带电量的变化是不连续的，它只能是元电荷e的整数倍，即粒子的电荷是量子化的。迄今所知，电子是自然界中存在的最小负电荷，质子是最小的正电荷。1986年的CODATA值为：e=1.60217733×10-19C库仑是电量的国际单位。4.电荷的相对论不变性：在不同的参照系内观察，同一个带电粒子的电量不变。电荷的这一性质叫做电荷的相对论不变性。有电荷就有质量：零静止质量的粒子只能是电中性。8/4/20213二、库仑定律2.库仑实验3.库仑定律：在真空中两个静止点电荷之间的作用力与它们的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。1.点电荷忽略带电体自身形状大小

3、及其电荷的分布，将其全部电荷集中在一个几何点上。是国际单位制中的比例系数真空介电常数8/4/20214实验表明，库仑力满足线性叠加原理，即不因第三者的存在而改变两者之间的相互作用。静电力的叠加原理：3.介质中的库仑力：电介质中的介电常数电介质中的相对介电常数介质极化后在点电荷周围出现束缚电荷。8/4/20215三、电场强度与电场*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有电场，引入该电场的任何带电体，都受到电场的作用力。**场的物质性体现在：a.给电场中的带电体施以力的作用。b.当带电体在电场中移动时，电场力作功.表明电场具有能量。c.变化

4、的电场以光速在空间传播，表明电场具有动量电荷电场电荷表明电场具有动量、质量、能量，体现了它的物质性.***电场有叠加性。静止电荷产生的场叫做静电场。1.电场：8/4/202162、电场强度检验电荷：q0本身携带电荷足够小；占据空间也足够小(点电荷)，放在电场中不会对原有电场产生明显影响。它与检验电荷无关，反映电场本身的性质。单位正电荷在电场中某点所受到的力。物理意义将q0放在电场中的某一点，受到的作用力为F，为描述电场的属性引入一个物理量电场强度(简称为场强）单位在国际单位制中(SI)电场是一个矢量场场强单位是[N/C]。或者[V/m]。8/4/2021

5、73、点电荷产生的场强电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和。———场强叠加原理。若电荷分布是连续的4、任意带电体（连续带电体)电场中的场强：8/4/20218体电荷分布的带电体的场强面电荷分布的带电体的场强线电荷分布的带电体的场强电荷的体密度电荷的面密度电荷的线密度8/4/20219例6.1求电偶极子中垂线上距离中心较远处一点的场强等量异号电荷+q、-q，相距为l，它相对于求场点很小，称该带电体系为电偶极子。5、电场强度的计算电偶极子的电偶极矩电偶极子中垂线上距离中心较远处一点的场强，与电偶极子的电偶极矩成正比，与该点离中心的

6、距离的三次方成反比，方向与电矩方向相反。8/4/202110电偶极子延长线上一点的场强与电偶极子电偶极矩成正比，与该点离中心的距离的三次方成反比，方向与电矩方向相同。电偶极子连线方向上场强8/4/202111例6.2求均匀带电细棒中垂面上一点p的场强。设棒长为l,带电量q，电荷线密度为l解：由对称性可知，中垂面上一点的场强只有Y方向的分量，在Z和X方向无分量。p点电荷的场讨论：无限长均匀带电细棒的场强8/4/202112解：由对称性可知，p点场强只有X分量例6.3均匀带电圆环轴线上一点的场强。设圆环带电量为q，半径为R.讨论：当求场点远大于环的半径时，方

7、向在X轴上，正负由q的正负决定。说明远离环心的场强相当于点电荷的场。例3.1.4均匀带电圆盘轴线上一点的场强。8/4/202113例6.4均匀带电圆盘轴线上一点的场强。解：带电圆盘可看成许多同心的圆环组成，取一半径为r，宽度为dr的细圆环带电量8/4/202114四、电位移、电力线、电通量、高斯定理点电荷在介质中产生场强点电荷在真空中产生场强1.引入电位移矢量来描述电场单位：C/m2求任意介质中电场强度过程：2.电力线电力线上各点的切线方向表示电场中该点场强的方向，在垂直于电力线的单位面积上的电力线的条数（数密度)等于该点的场强的大小。8/4/20211

8、5电力线的性质：电力线不会中断。电力线不会相交。（单值）电力线不会形成闭合