电1.-真空中静电场的场强教案资料.ppt

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1、电1.-真空中静电场的场强电磁学（Electromagnetism）极光电磁学（Electromagnetism）▲电磁学研究的是电磁现象•电场和磁场的相互联系；•电磁场对电荷、电流的作用；•电磁场对物质的各种效应。的基本概念和基本规律：•电荷、电流产生电场和磁场的规律；▲处理电磁学问题的基本观点和方法着眼于场的分布（一般）归纳假设▲电磁学的教学内容:•静电学（真空、介质、导体）•稳恒电流•稳恒电流的磁场（真空、介质）•电磁感应•麦克斯韦方程组•对象：弥散于空间的电磁场，•方法：•观点：电磁作用是“场”的作用基

2、本实验规律综合的普遍规律（特殊）第一章（IntensityofElectrostaticFieldinVacuum）真空中静电场的场强△§1.1电荷、电荷守恒定律△§1.2库仑定律△§1.3电场和电场强度§1.4叠加法求场强§1.5电场线和电通量§1.6高斯定理§1.7高斯定理应用举例本章目录自然界中只存在正、负两种电荷。电荷守恒定律：在一个孤立系统内发生的过程中，正负电荷的代数和保持不变。电荷的量子化：指电荷只能取离散的、不连续的量值的性质。一、电荷e为最小电量单位,称元电荷或电荷的量子。△§1.1电荷、电荷

3、守恒定律（electriccharge，chargeconservationlaw）注：强子的夸克模型具有分数电荷（或电子电荷）但实验上尚未直接证明.密立根（R.A.Millikan）带电油滴实验（19061917,1923年诺贝尔物理奖）1906-1917年，密立根用液滴法首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续。库仑(C.A.Coulomb17361806）法国物理学家，1785年通过扭秤实验创立库仑定律,使电磁学的研究从定性进入定量阶段.电荷的单位库仑以他的姓氏命名.为真空电容率点电荷：抽象模型

4、受的力△§1.2库仑定律（Coulombslaw）大小：方向：和同号相斥，异号相吸.为单位矢量，其方向是由施力体指向受力体.静电场:静止电荷周围存在的电场电荷电场电荷物质实物场△§1.3电场和电场强度（electricfieldandelectricfieldintensity）q0带正电，带电量和几何尺寸足够小电场强度的叠加原理由力的叠加原理得所受合力点电荷对的作用力故处总电场强度电场强度的叠加原理§1.4叠加法求场强一.点电荷的场强（intensityofpointcharge）由库仑定律和电场“源”点电

5、荷场点qP·rE×点电荷电场强度分布的特点：强度定义给出：q1······qiq2EEiP×ri点电荷qi的场强：由叠加原理，点电荷系的二.点电荷系的场强总场强：点电荷系1.电偶极子（electricdipole）的场强电偶极子：一对靠得很近的等量异号的点电荷所组成的电荷系。电偶极子是个相对的概念，r>>l它也是一种实际的物理模型（如极化后的分子或原子，发射电磁波的天线等）。电偶极子的轴+-令从-q指向+q的矢量。称为电偶极矩（electricdipolemoment）.Pr（1）轴线上的场强rl时：-q+

6、q··r×oPE×E+E-l-q+q··r×olPE×这表明电偶极子的q和是作为一个整体影响它在远处的电场的。则综上，电偶极子场强分布的的特点：（2）中垂线上的场强Er-3，比点电荷的电场的衰减得快。roPE+·×-qEE-p+q·θθ（3）电偶极子在均匀电场中所受的力矩F+F-Epeθ所受合外力为0，电偶极子在均匀电场中绕质心轴转动三.连续带电体的场强将带电体分割成无限多块无限小的电荷元，每个电荷元都可以看做点电荷。电荷体密度点处电场强度电荷面密度电荷线密度由对称性有解例正电荷均匀分布在半径为的圆环上.计算

7、在环的轴线上任一点的电场强度.由于讨论（1）（点电荷电场强度）（2）（3）例均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度.有一半径为,电荷均匀分布的薄圆盘,其电荷面密度为.求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度.解由上例（点电荷电场强度）讨论无限大均匀带电平面的电场强度讨论无限大带电平面的电场叠加问题例求在均匀带电直棒中垂线上一点的电场强度Y00rX-0xdqPa解：对称性无限长均匀带电直棒0-0Y0rXxdqPa半无限长均匀带电直棒？无限大带电平面外任一点的场强(已知电荷面密度为)解法一解法二

8、xyo例求无限大均匀带电平面外一点的场强。电荷面密度σ。由无限长带电线：均匀电场！pl→∞ydqxz由对称性:方向：沿y轴负向例求均匀带电圆弧圆心处的场强，已知、R、。解：电荷元dq产生的场强：典型带电体分布：均匀带电圆环轴线上：无限长均匀带电直线：垂直于带电直线无限大均匀带电平面：垂直于带电面点电荷电场:§1.5电场线和电通量(electricfieldlineandelect