大学物理静电场介绍ppt课件.ppt

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1、按照近代物理的观点，电磁现象和物质结构密切相关。电磁相互作用是物质间四种基本相互作用之一，在决定原子和分子的结构上起着关键性的作用。电磁学是研究电磁现象及其运动规律的一门学科。电磁学又是应用最广泛的物理知识之一，从科学研究、工农业生产到日常生活都有它的应用。电磁学也是其它许多学科的基础，如电工学、无线电电子学、自动控制学、电化学、固态电子学等。§7-1电场电场强度§7-2电通量、高斯定理§7-3电场力的功、电势第七章静电场§7-4静电场中的导体和电介质§7-5电容电容器§7-6电场的能量电荷的性质一、两种电荷自然界中存在着两种不同性质的电荷，一种称为正

2、电荷，另一种称为负电荷。电荷与电荷之间存在着相互作用力，同性电荷相斥；异性电荷相吸。将物体经过摩擦后具有吸引轻小物体的性质，称该物体带了电。二、物质的电结构§7-1电场电场强度四、电荷的量子性带电体所带电荷的量值，称为电量。用q或Q表示，单位为库仑（C）。自然界中，带电体所带的电量总是以基本电荷的整数倍出现的。即电荷只能取分立的、不连续的量值：电荷的量子化只在微观领域才需要考虑，宏观的带电体的电荷分布看作是连续的。三、基本电荷一个电子所带的电量e称为一个基本电荷量。当一个中性物体得到若干电子时呈现负电性，当一个中性物体失去若干电子时呈现正电性。六、电荷

3、的相对论不变性在不同的参考系观察，同一电荷的电量不变。实验证明，电荷的电量与其运动状态无关。不管是静止的，还是运动的，电量的值是一样的。在一个孤立的带电系统中，无论发生什么变化，系统所具有的正负电荷电量的代数和（总电量）保持不变。五、电荷守恒定律库仑定律二、库仑定律真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力F的大小与这两个点电荷所带的电量q1和q2的乘积成正比，与它们之间的距离r的平方成反比。作用力F的方向沿它们的连线方向，同号相斥，异号相吸。一、点电荷（理想模型）只有电量，没有大小和形状的点条件：带电体本身的几何线度远小于所讨论的两电荷之间的距离。一般

4、的带电体都可以看作是点电荷的集合体。q1o称为真空介电常数：o=8.8510-12（C2/N·m2）q1q2公式：四、电场力叠加原理和独立性原理q1q2q3q4电荷q1受到q2、q3、q4对它的库仑力它的库仑力为电场力叠加原理两个电荷之间的作用力不因第三个电荷的引入发生变化独立性原理四个电量分别为和的点电荷，如图分布,先在正方形的正中心放置一个单位正电荷,计算该电荷受到的电场力q1-q2a=0.3q1-q2q1-q2a=0.3q1-q2电场性质的物理量--电场强度一、静电场场的概念最先由法拉弟提出电荷电场电荷静电场：相对于参考系静止的电荷所产生的

5、电场。光速Q二、电场强度用电场强度表示电场的强弱和方向。qoqoqo检验电荷（qo）：（1）点电荷（2）电量足够小（3）正电荷qoqoqo实验规律一：在电场的不同点上放同样的检验电荷qo，电场中各处的力学性质不同。实验规律二：在电场的同一点上放不同的检验电荷。有：F3F2QF1结论；电场中某点的电场强度与检验电荷无关，与产生电场的电荷系和该点的位置有关。电场强度定义：电场中任意点的电场强度=静止于该点的单位正电荷受到的电场力Fqoqr点电荷的电场是具有球对称性的非均匀场P大小：正比于q，反比于r2方向：沿径向向外或向内。三、点电荷q产生的电场强度场源电

6、荷q，场点P与场源电荷相距r，把检验电荷q0放在P点，由：-Fnqnq1q2q3F3F2F1FPqo由力叠加原理：四、点电荷系的电场强度电场强度叠加原理：点电荷系电场中某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。五、电荷连续分布带电体的场强dqPr由微积分思想，把有一定大小和形状的带电体看作是由许多电荷元dq（当作点电荷）组成。整个带电体在P点产生的场强：dqPr电荷元dq在P点产生的场强：——也称电场叠加原理。积分元选取：dqd六、举例计算电场强度两个电量分别为和的点电荷，相距0.3m，求距q1为0.4m、距q2为0.5m处P点的电场强

7、度。q1-q2a=0.3pb=0.4c=0.5解析：此题属于计算点电荷系在空间某点激发的电场强度。建立坐标系OXYq1在P产生的场强：q2在P产生的场强：例2、在距离坐标原点为a的两点分别放置两个电量为Q的点电荷，求Y轴上任意点的电场强度解析：此题属于计算点电荷系在空间某点激发的电场强度。QQra测试1、在距离坐标原点为a的两点分别放置两个电量为Q和-Q的点电荷，求Y轴上任意点的电场强度Q-QarxY测试2、(如上图)在距离坐标原点为a的两点分别放置两个电量为Q和-Q的点电荷，在Y轴上距离坐标原点为b的位置处放置电量为q的点电荷,求电量为q的点电荷所受

8、的库仑力Pa12yxo例4、真空中有均匀带电直线，长为L，总电量为Q。线外有一点P，离开直