最新上海交大大学物理静电学PPT课件ppt.ppt

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1、上海交大大学物理静电学PPT电磁相互作用和电磁场主要内容：一、静电场及基本性质二、稳恒电流的磁场及基本性质三、电磁感应现象及规律四、麦克斯韦电磁理论电磁场的统一性第12章真空中的静电场—静止电荷在真空中的场第13章静电场与物质的相互作用—静电场中的导体、电介质**静电场及基本性质**1913年，密立根进行液滴实验，证明了微小油滴带电量的变化不连续，即为基本电荷量的整数倍。基本电荷量：实验证明质子和电子电荷在数值上相同，误差为：讨论夸克（Quark）理论可以说明电荷量子化！当物体带电量较多时，如宏观带电体，电量可以按连续量处理。三、电荷量子化Quark但是：不存在自由

2、的夸克、且夸克本身的量子化不可解释。四、点电荷模型当带电体的大小和形状可以忽略时—点电荷—与带电体电量相同点电荷的实验基础：（1）质子的散射实验表明质子线度<10-15m（2）CERN的电子对撞实验表明电子线度<10-18m讨论.Plrl<

3、中：令k=1库仑定律的常用形式：在国际单位制中：真空介电常数令：库仑定律是基本实验规律适用范围：10-15107m讨论库仑定律对点电荷成立—理想模型六、电力的叠加当研究对象包括多个电荷时，电荷系统对实验电荷的电作用力满足力的叠加原理：§12.2电场电场强度电磁理论超距作用观点和近距作用（场）的观点。一、电场施力受力相互作用机制？？？电荷电场电荷处于电场中的任何电荷都将受到电场力的作用电荷周围存在着电场。相对于观察者静止的电荷产生的电场—静电场当电荷相对于观测者运动时，电场是变化的注意：试验电荷条件（1）（正）点电荷—可以准确的测量电场的分布把试验电荷放到电场中任意

4、场点，测量受力情况，试验表明：定义电场强度：二、电场强度描述场中各点电场的强弱变化的物理量—电场强度与试验电荷无关（2）比值（1）受力与位置（场点）有关（2）电量足够小—不显著地影响电场的分布电场强度的方向为正电荷所受电场力的方向。讨论静电场为矢量场：国际单位制或：定义电场强度后，点电荷（q）处于外场中时受电场作用力：电场强度单位：三、电场强度的叠加原理1.点电荷的场强球对称根据库仑定律和场强的定义2.点电荷系的场强如果带电体由n个点电荷组成，如图或：—场强叠加原理！由电力叠加原理：若为电荷连续分布的带电体，如图示可以把带电体切割成无穷多个电荷元，每个电荷元可看作点

5、电荷：P体电荷分布3.任意带电体的场强面电荷分布线电荷分布解：在坐标y处取一个电荷元dq电荷线密度为[例12-1]求无限长均匀带电直线的电场分布。.P电荷线密度为.P无限长带电线讨论（1）场分布有柱对称性（2）电场强度沿直线到P点的方向（3）对有限长度带电直导线.P<<若.P[例12-2]均匀带电圆环轴线上的场解：在圆环上任取电荷元dq若—为点电荷场!若—符合对称性要求![解法一]在坐标（y,z)处取一个电荷元dq[例12-3]求无限大均匀带电平板的电场分布。电荷面密度为.P[解法二]在坐标y处取一个宽为dy的无限长“线”电荷—与场点到带电平板的距离无关！.P无

6、限大带电平板！讨论（1）场分布有平移不变性（3）电场强度沿垂直于平板的方向（4）对有限大带电平板若（2）场分布有反演不变性.P[例12-4]有一均匀带电的薄圆盘，半径为R，面电荷密度为。求圆盘轴线上任一点的场强。解：利用[例12-2]结果RxPrdr讨论：1.若x<>R则:RxPrdr—点电荷的场！（2）密度：在该点取一垂直于场强方向的面积元，使通过单位面积的电场线数目满足：§12.3高斯定理及应用一、电场线通常用一簇空间曲线形象描述场强的空间分布——称为电场线（1）方向：场线上每一点的切线方向与该处的电场强度方向相同；两条电场线不会相交，不能相

7、切！*电场线的特征*电场线起自于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，没有电荷处不中断；电场线不可能是闭合曲线。点电荷的电场线：+–几种典型带电系统的电场线匀强电场二、电通量定义面元和通过面元的电通量：——面元的法向单位矢量按定义：——通过面元dS的电通量与通过面元dS的电场线的条数相等！通过任意曲面的电通量如何计算？按数学的办法：把曲面切割成无穷多个面元，每一面元处可视为匀强电场对曲面S总的电通量通过闭合曲面的电通量的正、负取决于面元的法线方向与电场强度方向的关系如图所示：若面元法向相反：S规定闭合曲面法线方向向外为正！讨论电场线穿入，每一根电场线对电通量的贡献