真空中的静电场资料ppt课件.ppt

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1、第一篇电磁学实验基础库仑定律电荷守恒定律场的叠加原理相对于观察者静止的点电荷系②有能量③对导体、电介质作用电场强度E高斯定理电势静电场是保守力场电势能Wa环路定理静电场场源电荷（静电荷）相对于观察者静止的点电荷物质性①存在力的作用力能量感应极化相对于观察者静止的电荷连续分布带电体如何分布如何分布第一章真空中的静电场基本内容1.电荷库仑定律2.电场电场强度电场线电通量高斯定理3.静电场力的功环路定理电势三条规律、两个概念两类计算、两条定理第一章真空中的静电场§1电荷及其相互作用自然界只存在两种电荷，同种电荷相排斥，异种电荷相吸引美国物理学家富兰克林首

2、先称其为正电荷和负电荷一、两种电荷带电荷的物体叫带电体规定:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷；用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。1.摩擦起电二、物体带电的方法和电荷守恒定律使物体带电的方法有以下几种2.接触起电++AB++AB++AB摩擦起电的本质：电子从一个物体转移到另一个物体接触起电的本质：电荷的转移，电子的转移3.感应起电：电荷守恒定律：电荷只能从一物体转移到另一物体，或从物体的一部分转移到另一部分，电荷既不能被创造，也不能被消灭，即在任何物理过程中，电荷的代数和都是守恒的。感应电量等值异号质子和电子是自然界存在的最小正、负电荷，其数值相等，常用

3、+e和-e表示e的值为C（库仑）：电量的单位实验表明：任何带电体或微观粒子所带电量都是e的整数倍------电荷量值不连续电荷量子化：电荷量不连续的性质三、电荷量子化密里根油滴实验（1911年）电荷的相对论不变性：电荷量与运动状态无关r四、电荷相互作用——库仑定律（Coulomb’sLaw)如果二个带电体本身的线度与二者之间的距离相比，可忽略不计，即d<

4、秤实验得到两个静止点电荷之间相互作用的基本规律----单位矢量库仑定律：其中实验测得k常用常量0表示：0=8.8510-12C2/Nm2----真空介电常量单位制有理化（1）矢量性：的方向与电荷电性有关（2）适用范围：①真空（或空气）中②点电荷库仑定律讨论：对于不能抽象为点电荷的带电体，不能直接应用库仑定律计算相互作用力（3）库仑力是自然界的一种基本相互作用力，原子和分子结构中，该静电力远比万有引力大。由库仑定律，电子与质子之间的静电力大小为解:由万有引力定律有----可不考虑引力的作用Fg[例1]氢原子中电子与质子之间的距离为5.310

5、-11m，试计算电子和质子之间的静电力和万有引力各为多大？已知引力常量G=6.710-11Nm2/kg2。设空间中有n个点电荷q1、q2、q3、…、qn和点电荷q03.静电力的叠加原理实验表明：q0受到的总静电力等于其它各点电荷单独存在时作用于q0上静电力的矢量和-----静电力的叠加原理即讨论：①点电荷系对点电荷q0的作用矢量和（平行四边形法则）②带电体对点电荷q0的作用Qdqq0•P矢量积分实验基础库仑定律电荷守恒定律场的叠加原理或点电荷系②有能量③对导体、电介质作用电场强度E高斯定理电势静电场是保守力场电势能Wa环路定理静电场场源电荷（静

6、电荷）相对于观察者静止的点电荷物质性①存在力的作用力能量感应极化或电荷连续分布带电体三条规律、两个概念两类计算、两条定理真空中的静电场一、电场历史上的两种观点:（1）“超距作用”的观点；电场的观点：电荷电场电荷近代物理的观点认为：凡是有电荷存在的地方，其周围空间便存在电场§2电场电场强度静电场的主要表现:力：放入电场中的任何带电体都要受到电场所作用的力----电场力功：带电体在电场中移动时，电场力对它作功感应和极化：电场中的导体或介质将分别产生静电感应或极化现象（2）“近距作用”的观点；将同一试探电荷q0放入电场的不同地点：带电量充分小：可忽略其对

7、原有电场分布的影响q0所受电场力大小和方向逐点不同对试探电荷的要求是：线度充分小：试探电荷可视为点电荷,以便能够确定场中每一点的性质二、电场强度实验指出：电场中某固定点P处放置不同电量的试探电荷:所受电场力方向不变，大小成比例地变化------电场力F不能反映固定点的电场性质定义：电场强度（ElectricFieldIntensity）同一点F/q0的方向和大小与q0无关，只与场中P点的性质有关（5）单位：牛顿/库仑（N/C）或伏特/米（V/m）场强定义：电场中某点的电场强度等于位于该点的单位正电荷所受的电场力。注意：（1）矢量性（大小和方向）（2

8、）在给定带电体分布的电场中，某点的场强大小和方向与试验电荷所带电量无关，只是空间位置的函数（3）带电体不同，电场分布不同，