电磁学-大学物理ppt课件.ppt

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1、上次课小结：一、电荷及其性质1、电荷的种类：正电荷、负电荷基本电荷自然界中带电体所带电量总是基本电荷e的整数倍：2、电荷的量子化：3、电荷守恒定律4、电荷的相对论不变性在不同的参考系中观察，同一带电粒子的电量不变。在一个孤立系统内，无论进行怎样的物理过程，正负电荷量的代数和保持不变。二、库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力矢量方向：由施力电荷指向受力电荷在国际单位制中k=8.988×109Nm2/C2称真空的介电常数三、静电力的叠加原理四、电场强度某点场强等于单位正电荷在该点所受的电场力五、场强叠加原理某点的电场强度等于所有带电体在该处激发场强的矢量和

2、1、点电荷的场强根据点电荷的场强公式和场强叠加原理可以求出点电荷系和连续带电体产生的场强4、均匀带电圆环轴线上的场强RoxEp2、无限长直线3、半无限长直线PEdx（2）x>>R（1）EpxxRs5.均匀带电圆盘在轴线上产生的场强“无限大”均匀带电平面的场强均匀电场！例：均匀带电的物体以0.8c的速度运动，与该物体静止时的状态相比较，质量密度是静止时的多少倍，电荷密度是静止时的多少倍。（1）静止时质量为M0，体积为V0，密度为ρ0带电体运动时：由电荷的相对论不变性：（2）作业（17－3）用不导电的细塑料棒湾成半径为R的圆弧，两端间空隙为l(l<

3、Q均匀分布在棒上，求圆心处场强的大小和方向。解：设棒上电荷线密度为圆心处场强可以看成是半径为R的均匀带电园环与长度为l、电荷线密度为λ的均匀带电棒产生的场强之差。lRo圆环在圆心处产生的场强为零，棒可视为点电荷方向从圆心指向空隙处所以：作业（17－5）在无限长均匀带电细棒A旁垂直放置一均匀带电的细棒B.且两棒共面，若两棒的电荷密度均为λ，细棒B长为l，左端到A棒距离也为l，求B受到的电场力。解：A棒在X处产生的电场为dx段受力:ldxxlA作业17－6：将一绝缘细棒弯成半径为R的半圆形，其上半段均匀带有电量Q，下半段均匀带有电量－Q。求半圆中心处的电场强度。解

4、：设线密度为由于对称性:xyROdEθ＋dQdθ－dQ在O点处的电场:沿轴y负方向作业17－7：线密度为λ的无限长均匀带电细线，弯成如图所示形状。若圆弧半径为R，试求O点的场强。xyROAB解：O点的场强可以看作是两个半无限长直导线和半圆在O点产生场强的叠加导线B:导线A:圆环：θdQdθ总电场E＝0二、高斯定理1.电力线（电场线）电力线是按下述规定画出的一系列假想的曲线：（1）线上每一点的切向就是该点的电场强度方向线切线（2）该点处的电力线的密度等于该处场强大小电力线密度:垂直场强方向的单位面积上穿过的电场线条数P电偶极子一对等量正点电荷平板电容器一对异号

5、不等量点电荷电力线的基本性质：（1）电力线起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或伸向无穷远处），电力线不会在没有电荷的地方中断；（2）电力线不能形成闭合曲线（因为电场中每一点处的场强都具有确定的方向）。2．电通量（1）均匀电场单位：VmS在电场中穿过任意曲面S的电场线条数称通过该面的电通量，用来表示。电通量是标量，有正有负垂直面S与面S法向夹角为S（E等于垂直场强方向的单位面积上穿过的电场线条数）（2）非均匀电场、任意曲面闭合曲面规定外法线为正向正负依赖于面元法向方向的定义SdSθ12在电力线穿出处,<900，电通量为正。在电力线穿入处,

6、>900，电通量为负。定理的表述：真空中的任何静电场内，通过任意封闭曲面的电通量等于曲面内所包围的电荷电量的代数和除以真空介电常数。=0>03．高斯定理规定外法线为正向<0SQ内高斯定理的证明:（1）通过点电荷q为球心的球面的电通量等于q/0点电荷的电通量与球面的半径无关。E（分下面几种情况证明）点电荷的线连续。（2）通过包围点电荷q的任意封闭曲面的电通量都等于q/0因为点电荷q的电力线连续地延伸到无限远SqS1Sq（3）通过不包围点电荷q的任意封闭曲面的电通量都等于0。注意:封闭曲面S上各点处的场强并不等于0。（4）推广到多个点电荷的情形作任

7、意封闭曲面（高斯面），内外同理,对电荷连续分布的带电体,可将它分成许多电荷元,一样可以证明高斯定律是正确的。说明：（1）高斯定律中的，总电场，是高斯面内、外全部电荷激发的;而q内只是对高斯面内的电荷求和。内（2）由的值决定，与分布无关；(3)正确理解，不是E＝0，只是积分为零电荷分布已知库伦定律（4）（5）高斯定律适用于静电场还适用于随时间变化的电场库伦定律高斯定理高斯定理（任意区域的电荷）电荷对称分布电场分布已知对静电场来说二者不是互相独立的定律。只是电场和场源电荷之间关系的两种不同的表现形式。高斯定理可以证明电场线有如下性质：电场线发自于正电荷，证：则：

8、若P点有电场线终止，终止于负电荷，在无