大学物理静电场静电场中的导体课件.ppt

《大学物理静电场静电场中的导体课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、赵明第8章静止电荷的电场8.1电荷,库仑定律1.物质的电结构质子带正电电子带负电中子不带电,正负电总和为零+e-e基元电荷e=1.6×10–19C(1)电荷不能产生,不能消灭;只能转移,中和,与分离;(2)带电:是失去或得到电子.(3)电荷消失:是正负电中和.2.电荷的量子化

2、Q

3、=NeNZ3.电荷守恒定律孤立系统内,无论进行怎样的过程(物理,化学,核反应),系统内电量的代数和为一常量.4.点电荷的物理模型其大小远小于问题所涉及的线度的带电体.(形状任意)5.库仑定律q1q2r21F21F21=q1q2r2k4πε01rr3q1q2=(1)真空中的电容率ε0ε0=8.8

4、5×10–12C2/(N·m2)k无物理意义,以后不用k.(2)q1,q2同号F=q1q2/(4πε0r2)>0斥力q1,q2异号F=q1q2/(4πε0r2)<0引力(3)库仑定律只适用与点电荷.(4)原子内电力是万有引力的1039倍,一般不考虑万有引力.(=r/r)8.2电场和电场强度一.电场1.电荷间作用力靠电场实现电荷电场电荷力力2.电场的对外表现(1)对电场中的电荷有作用力;(2)对电场中的运动电荷作功;(3)与电场中的物质相互作用:导体,静电感应;介质,极化.3.描述电场的物理量(1)电场强度E;(2)电势U.二.电场强度E1.试验电荷q0电量极小的点电荷(1

5、)电量足够小:不改变产生电场的电荷分布;(2)体积足够小:所占据的空间真正代表一点.2.电场强度的定义E=F/q0F为试验电荷受的电场力电场强度是矢量大小:E=F/q0方向:q0>0,E与F同向q0<0,E与F反向电场强度E是描述电场固有性的物理量,只与场源电荷有关,与试验电荷q0无关3.单位N/C或V/m4.电场力dF=Edq三.点电荷q激发的电场E=F/q04πε01rr3qq0=q0E=qr/(4πε0r3)q0>0,E与r同向q0<0,E与r反向四.电场叠加原理(由力的叠加原理得出)将带电体分成无数个点电荷.试验电荷受力为Fi=q0qiri/(4πε0ri3)F=

6、=q0qiri/(4πε0ri3)E=F/q0q0E=qiri/(4πε0ri3)=Ei1.独立性任何电荷的电场不因其它电荷的存在而受影响;2.叠加性空间电场是所有电荷产生电场的矢量和.3.求电场的基点(1)点电荷激发的电场;(2)电场叠加原理.4.点电荷系激发的电场E=qiri/(4πε0ri3)5.连续带电体激发的电场E=rdq/(4πε0r3)(1)体电荷体电荷密度ρ=dq/dVE=rρdV/(4πε0r3)(2)线电荷截面尺寸远小于长度.也远小于问题所涉及线度线电荷密度λ=dq/dlE=rλdl/(4πε0r3)(3)面电荷厚度远小于表面尺寸,也远小于问题所涉及线

7、度面电荷密度σ=dq/dSE=rσdS/(4πε0r3)电偶极子1.定义(物理模型)其距离较问题涉及线度小得多l<>l

8、)~i2qxl/(4πε0x4)=iql/(4πε0x3)(p=ql=iql)E=2p/(4πε0x3)E与p同向问题A点在电偶极子左方如何?(2)中垂线上的电场强度–q+qlByr+E+=qr+/(4πε0r+3)E+r–E–=–qr–/(4πε0r–3)E–=qr+/(4πε0r3)=–qr–/(4πε0r3)E=E++E–=–q(r+–r–)/(4πε0r3)=–ql/(4πε0r3)(y>>l)=–p/(4πε0r3)E与p反向.五.电场强度的计算4.电偶极子在电场中受力(1)在均匀电场中–q+qEF–=–qE–F–F+=qE+F+=–qE=qEF=F++F–=

9、(q–q)E=0r+r–M=r+×F++r–×F–=r+×(qE)+r–×(–qE)=(r+–r–)×(qE)=l×(qE)=ql×=p×E大小:M=pEsin方向:p,E,M成右手螺旋.电偶极子无平动,有转动.(2)在非均匀电场中F=F++F–=qE+–qE–0M=r+×F++r–×F–=r+×(qE+)+r–×(–qE–)~(r+–r–)×(qE)0=l×(qE)=ql×E=p×E电偶极子有平动,也有转动.例1(P18例1.4)求带电为q,长为l的均匀带电直线外一点电场强度.alrdE解:元电荷取坐标如图.xyO取