电路PPT课件第7章 静电场.ppt

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1、电磁学(Electromagnetics)前言电磁现象是人类的早期“朋友”。起初曾认为电现象和磁现象是没有血缘关系的“朋友”,直到1819年奥斯特(OerstedH.Ch.)演示了电流对磁针的作用和1820年安培(AmpèreA.M.)展现了磁铁对电流的作用,才开始关注电和磁的关系。1831年法拉第(FaradayM.)发现电磁感应定律,使人们对电和磁的关系有了更深刻的认识。法拉第最先提出电场和磁场的观点,认为电力和磁力两者都是通过场起作用的。1865年麦克斯韦(MaxwellJ.C.)创造性地总结了前人的成果,建立起统一的电磁场理论,为经典物理增

2、加了一块新的基石。本篇主要介绍电场和磁场的一些基本特性,以及电场和磁场对宏观物体的作用和相互影响。(1)电磁学内容按性质来分,主要包括“场”和“路”两部分。本篇着重于从场的观点来进行阐述。“场”是一种特殊的物质,但不同于实物物质,“场”具有空间分布,它不仅有大小而且还有方向,把在空间上具有大小和方向分布的场称为矢量场。这样的对象从概念到描述方法,对同学们来说都是新的。对有关矢量场的基本特性及其描述方法,引入“通量”和“环流”两个概念,以及相关的通量定理和环路定理。期望同学们能逐渐适应于接受用“通量”和“环流”,以及相关的定理来描述物质存在的另一种形

3、式—场。(2)(3)第7章静电场(ElectrostaticField)§7.1库仑定律§7.2电场电场强度§7.3静电场的高斯定理§7.4静电场的环路定理电势作业7-1，7-3，7-8，7-9，7-10，7-11，7-14，7-19，7-20，7-23，7-24，7-26，7-27，7-32，7-36§7.1库仑定律(Coulomblaw)7.1.1电荷(Electriccharge)7.1.2库仑定律(Coulomblaw)7.1.3电力的叠加原理(Superpositionprincipleofelectricforce)(4)(5)1.电荷

4、的种类和本质2.电荷的量子性3.电荷守恒定律4.电荷的相对论不变性7.1.1电荷(Electriccharge)在不同的参照系内观察同一带电粒子的电量不变。夸克(quark)原子核原子(6)—q1对q2的作用力—从施力电荷q1指向受力电荷q2的单位矢量一、真空中的库仑定律(CoulombC.A.,1736-1806)点电荷(pointcharge):带电体线度(d)＜＜带电体之间距离(r)7.1.2库仑定律(Coulomblaw)1785年,库仑通过扭秤实验,得到电力为1.k的取值一般情况下物理上处理k的方式有两种:1)如果关系式中除k以外,其它物

5、理量的单位已经确定,那么只能由实验来确定k值k是具有量纲的量如万有引力定律中的引力常量G就是有量纲的量2)如果关系式中还有别的量尚未确定单位则令k=1(如牛顿第二定律中的k)库仑定律中的k如何取?(两种)(7)说明第一种:国际单位制(SI)中k=9109N·m2/C2第二种:高斯制中,电量的单位尚未确定令k=12.SI中库仑定律的常用形式令真空介电常数or真空电容率3.库仑定律的适用范围1)库仑定律只对静止点电荷成立；2)宏观、微观均适用(10-17~107m)(8)二、无限大均匀电介质中的库仑定律(9)r—相对介电常数(无量纲)=0

6、r介电常数7.1.3电力的叠加原理(Superpositionprincipleofelectricforce)表述：两个点电荷之间的作用力并不因第三个点电荷的存在而有所改变。q受的力：Q2.电荷连续分布的带电体r1.点电荷系ri为q与qi之间的距离,为从qi指向q的单位矢量q1q2qq(10)例1：一长为L的均匀带电细棒，其电荷的线密度为。一点电荷q0置于细棒的延长线上距细棒端为a的P点，求：点电荷q0受到的库仑力。oxLaPdxxL+a－x解：把带电细棒分割成许多小段,每一小段视为点电荷,其带电量为dq=dxdx上的电荷对q0的库仑力为带电

7、细棒对q0的库仑力为方向:与q0同号时,为x轴正向;与q0异号时,为x轴负向。(11)§7.2电场电场强度(Theelectricfieldandelectricfieldintensity)7.2.1电场(Theelectricfield)7.2.2电场强度(Theelectricfieldintensity)7.2.3场强的叠加原理(Superpositionprincipleofelectricfieldintensity)7.2.4场强的计算(重点)(12)介质放在电场中产生极化现象。3.导体放在电场中产生静电感应；1.任何带电体放在电

8、场中将受电场力的作用；(13)7.2.1电场(electricfield)2.带电体在电场中移动时,电场力要做功；电场具有