大学物理电磁学.ppt

《大学物理电磁学.ppt》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、真空静电场真空中的静电场第十章本章内容本章内容Contentschapter10库仑定律电场强度求电场强度的基本方法电通量高斯定理及应用环路定理电势求电势的两种基本方法数学方法：矢量表示、积分运算、坐标选取重点：1）两个物理量；2）两个定理难点：1）高斯定理的理解及其应用；2）矢量和微积分第一、二节电荷库仑定律Coulomb'slawelectriccharge10-1电场电场强度electricfieldelectricfieldstrength10-2电子质子中子物质电结构一、物质电结构电荷守恒1010原子直径电子电量绝对值10库仑（）1.60217733191015核

2、子直径电荷守恒电荷守恒定律对宏观过程和微观过程均适用。例如，正、负电子相遇转化为两个光子。高能光子经过另一粒子附近时可能转换为正、负电子对。在一个与外界没有电荷交换的系统内，任一时刻存在于系统中的正、负电荷的代数和始终保持不变。电荷守恒定律2.电荷的量子化自然界中任何带电体的电量1.电荷量子量子数真空库仑定律二、真空中的库仑定律点电荷相对于要研究的问题，其大小和形状可以忽略的带电体。1.真空电容率大小同性相斥异性相吸点电荷间的相互作用力真空中两相对静止的（静电力或库仑力）2.库仑定律矢量式单位矢量规定矢量表达式、按正负代入静电力叠加静电力遵守矢量叠加原理受的合静电力对个点电

3、荷的情况...三、静电力叠加原理例1求最大排斥力时与的关系一分为二保持一定距离16max电场四、静电场电场强度电场给电荷以作用力的物理场。电荷电场电荷电荷之间的相互作用力是通过静电场来传递的。电场是物质存在的一种形态，也具有能量、动量和质量。一是对处在电场中的电荷有力的作用；二是对在电场中运动的电荷要作功。静电场的基本性质：静电场相对于参考系或观测者静止的电荷在其周围空间所产生的电场。又称库仑场。静电场1.带电体定义电场强度（受的电场力）试探(验)电荷（电量小;点电荷）实验电荷可正可负,为方便起见,后面我们提到实验电荷时为正实验电荷.电场强度2.由库仑定律可知大小此比值与存

4、在与否无关电场强度点的是矢量点电荷的场强三、点电荷电场强度[SI]大小：等于比值为正电荷时方向：的方向为场源电荷，由指向场点单位矢矢量球对称性点电荷电场具有球对称性正电荷的电场强度背离电荷指向外，负电荷的电场强度指向电荷本身。场强叠加原理六、电场强度叠加原理点电荷系激发的电场中某点的场强,等于各个点电荷单独存在时在该点所激发的场强的矢量和.点电荷系1.......合场强各场强在一直线时，一维分量运算。若不在一直线，取坐标分解运算。注意：例2两等量异号电荷的场强图中两点的场强大小注意：场强叠加的矢量性！负方向正方向大小coscos连续带电体带电面电荷面密度带电体电荷体密度带电

5、线电荷线密度连续带电体的电场强度2.高数复习电磁学中常用到的两个积分公式作为练习，大家可以复习一下高数，或直接用求导法作逆运算检验一下。例3均匀带电细棒长，带电量图中两点的场强电荷线密度微段电量解法提要可对称相消cos，向右，向右向上，向上续3（讨论）均匀带电细棒长，带电量图中两点的场强电荷线密度微段电量解法提要可对称相消cos若在点有一点电荷则它受的静电力大小为向右若则可看成点电荷的场强若则细棒可看成无限长例4均匀带电圆环环心处的场强解：圆环环心点的场强线元的电量为对应的元场强为圆周上各线元在点的元场强的矢量和各线元的成对相消环心处场强为零1）同心圆环环心处场强？2）同心

6、圆环轴线上一点场强？？续4（思考）均匀带电圆环轴上点的场强圆环轴上点的场强各线元的成对相消线元的电量为对应的元场强为cossin圆周上各线元在点的元场强的矢量和cos圆环轴上点的场强只有沿轴向方向的场强叠加法求场强叠加法求电场强度取点电荷或电荷元电荷面密度电荷线密度电荷体密度元电场强度电场强度（注意：矢量性；对称性分析）叠加得：结果：要点归纳要点归纳：10.1—10.2一、库仑定律（矢量式）二、描述电场强弱和方向的矢量点函数真空中静止的点电荷点电荷的场强球对称性点电荷系的场强叠加电荷受电场力电场强度连续带电体的电场场强作业1作业1１、习题册P1—2。2、阅读教材P6—13。

7、周五讲高斯定理及其应用作业24页计3改“以带电棒左端为原点”。第三节电通量高斯定理Gauss'stheoremelectricalflux10-3电场线一、电场线条通过垂直的面元静电场的虚拟形象描述约定：某点处电场线的切向方向是该点处的方向；大小（电场线的密度）定为特点：起于正电荷，止于负电荷或延伸到无穷远在静电场中不形成闭合线在没有电荷处，电场线不相交。电场中每一点只有一个确定的方向电通量（通量）二、电通量电通量通过电场中某一个面的电场线数。电场线的密度cos定义面元矢量通过垂直的面元的电通量通过面元的元电通量的