最新新-8-静电场教学讲义PPT课件.ppt

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1、新-8-静电场电磁学（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；2▲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•电磁场与电磁波•对象：弥散于空间的电磁场，•方法：•观点：电磁作用是“场”的作用基本实验规律综合的普遍规律（特殊）（近距作用）3第八章静电场§8.1电相互作用§8.

2、2静电场的高斯定理§8.3静电场的环路定理和电势§8.4电场强度与电势梯度§8.5带电粒子在电场中的受力及其运动7质点运动学描述运动的物理量运动规律运动方程（轨迹与方程）运动的叠加原理运动的相对性原理位置矢量位移速度加速度切向法向8一、电荷的基本属性：两种电荷：正电荷、负电荷，同号相斥、异号相吸20世纪60年代：夸克—层子理论：电荷守恒定律在一封闭的系统中，正负电荷的代数和在任何物理过程中始终保持不变。电荷量子化Q=nee=1.6010-19(C)§8.1电相互作用9二、库仑定律和静电力的叠加原理1、库仑定律：在真空中两个静止点电荷之

3、间的作用力与它们的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。（扭秤实验）——真空介电常量（或真空电容率）10例：比较氢原子内电子和质子间库仑力和万有引力关于库仑定律的几点说明：库仑定理中的电荷相对观察者都处于静止状态。有效范围符合牛顿作用力和反作用力的规律微观领域中万有引力比库仑力小得多,可忽略不计112、静电力的叠加原理：库仑定律静电力的叠加原理任意带电体间的相互作用力工具：微积分实验证明：每个点电荷所受的总静电力等于其他点电荷单独存在时作用于该点电荷的静电力的矢量和。12三、电场1.问题的提出:库仑力是通过什么机理进行的？2.两

4、种假说:(2).近距作用说(十九世纪,法拉第):(1).超距作用说(十九世纪前):3.电场是种特殊的物质(1)物质性的体现：a、给电场中的带电体施以力的作用。b、当带电体在电场中移动时，电场力作功.表明电场具有能量。c、变化的电场以光速在空间传播具有动量(2)特殊性的体现：不是由分子,原子组成,具有叠加性.13·四、电场强度1.检验某处有无电场的方法:·q0将试验电荷q0放置该处,判断其受力情况。q0·（1）将同一q0放置在电场的不同处q0受力大小不同——电场有强弱受力方向不同——电场有方向（2）将不同的q0放置在电场的同一处，q0受力

5、大小与其所带电量成正比。～q0～电场性质～电场性质142.电场强度的定义:FE=q0E（1）和试验电荷的大小、电荷的符号无关的方向是试验正电荷的受力的方向。E在数值上等于单位试验电荷所受的力，E（2）3.电场强度叠加原理:力的叠加原理:电场强度的定义:4.电场强度的计算15(2)点电荷系的场强：q0试探电荷(1)点电荷的场强：O场源16（3）连续带电体的电场面电荷sσdq=dsd体电荷Vρ=dqd三种带电形式：Vd线电荷dq=λld电荷的面密度电荷的线密度电荷的体密度连续带电体可视为是电荷元（dq）的集合17rP.先微分后积分，先分解后

6、合成18解题步骤：E的大小d3.确定的方向Ed确定2.dEr4.建立坐标，将dE投影到坐标轴上dExdEy[例8-3]求一均匀带电直线在P点的场强。、θθλ1已知：2a、、ap121.选电荷元dq=dλyy195.选择积分变量：ap12rydExdEydE选作为积分变量θ∵20讨论：若为无限长带电直线，则p1221解：所以，由对称性知：=Ey=Ez0例8-4、半径为R的均匀带电细圆环，电量为q求:圆环轴线上任一点P的电场强度.当dq位置发生变化，它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。2223（1）（似电荷集中在环心的点电荷

7、场强）（2）（3）讨论：24例8-5有一均匀带电薄圆盘，半径R，电荷面密度，求圆盘轴线上的电场强度。RxP解：圆环元的叠加25讨论：（2）图示两块无限大带电平板的场强00（3）当时，相当于点电荷的场强（1）当时，圆盘相当无限大平面（均匀场）26电场线图示的规定：电场线特性1）始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远).静电场电场线不闭合.2）电场线不相交.一、电场线（电场的图示法）用于表征场强性质的一组假想曲线1）曲线上每一点切线方向为该点电场方向,2）通过垂直于电场方向单位面积电场线数为该点电场的大小.EP13，图8-13§

8、8.2静电场的高斯定理27通过电场中某一个面的电场线数叫做通过这个面的电通量.二、电场强度通量（或电通量1.均匀电场2.非均匀电场283.闭合曲面的电通量三、高斯定理在真空中,通过任一闭合曲面的电场强度通量