《大学物理静电场》PPT课件.ppt

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1、第八章静电场与稳恒电场第九章稳恒磁场与电磁场的相对性第十章电磁感应第十一章电磁场和电磁波第四篇电磁学1905年爱因斯坦建立狭义相对论1865年麦克斯韦提出电磁场理论1820年奥斯特发现电流对磁针的作用公元前600年1831年法拉第发现电磁感应古希腊泰勒斯第一次记载电现象第八章静电场与稳恒电场静电场----相对于观察者静止的电荷产生的电场稳恒电场—不随时间改变的电荷分布产生不随时间改变的电场两个物理量：场强、电势；一个实验规律：库仑定律；两个定理：高斯定理、环流定理8-1电场电场强度8-2电通量高斯定理8-3电场力的功电势8-4场强与电势的关系8-5静电场中的导体和

2、电介质8-6电容电容器8-7电流稳恒电场电动势3.电荷的量子化效应：Q=Ne8-1电场电场强度一、电荷电荷的种类：正电荷、负电荷电荷的性质：同号相吸、异号相斥电量：电荷的多少单位：库仑符号：C1.电荷及其性质2.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。二、库仑定律真空中两个静止的点电荷之间的作用力（静电力），与它们所带电量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力沿着这两个点电荷的连线。——单位矢量，由施力物体指向受力物体。——电荷q1作用于电荷q2的力。——真空介电常数。讨论库仑定律包含同性相斥，异性相吸这一结果。(a)q1

3、和q2同性，则q1q2>0,和同向，方程说明1排斥2斥力(b)q1和q2异性，则q1q2<0,和反向，方程说明1吸引2引力注意：只适用两个点电荷之间数学表达式离散状态连续分布静电力的叠加原理作用于某电荷上的总静电力等于其他点电荷单独存在时作用于该电荷的静电力的矢量和。三、电场强度早期：电磁理论是超距作用理论后来:法拉第提出近距作用并提出力线和场的概念1、电场(electricfield)电荷周围存在电场电场的宏观表现：对放其内的任何电荷都有作用力（电场强度）（电势）电场力对移动电荷作功电场电荷电荷能法—引入电势u力法—引入场强2、电场强度场源电荷试验电荷静电场相对

4、于观察者静止的电荷产生的电场是电磁场的一种特殊形式试验电荷必须满足两小：电量充分地小，线度足够地小研究方法讨论1)2)矢量场3)SI中单位4)电荷在场中受的电场力点电荷在外场中受的电场力或一般带电体在外场中受力1.由是否能说，与成正比，与成反比？问题2.一总电量为Q>0的金属球，在它附近P点产生的场强为。将一点电荷q>0引入P点，测得q实际受力与q之比为，是大于、小于、还是等于P点的四、场强叠加原理点电荷系连续带电体1.点电荷的电场五、电场强度的计算2.点电荷系的电场设真空中有n个点电荷q1,q2,…qn，则P点场强场强在坐标轴上的投影3.连续带电体的电场电荷元随

5、不同的电荷分布应表达为体电荷面电荷线电荷例1求一均匀带电直线在O点的电场。已知：q、a、1、2、。解题步骤1.选电荷元5.选择积分变量4.建立坐标，将投影到坐标轴上2.确定的方向3.确定的大小选θ作为积分变量当直线长度无限长均匀带电直线的场强当方向垂直带电导体向外，当方向垂直带电导体向里。讨论8-2电通量高斯定理一、电场线二、电通量三、静电场的高斯定理四、高斯定理的应用在电场中画一组曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的电场方向一致，这一组曲线称为电场线。dS通过无限小面元dS的电场线数目de与dS的比值称为电力线密度。我们规定电场中某点的场强的大小等于该点

6、的电场线密度一、电场线大小：方向：切线方向电场线性质：2、任何两条电场线不相交；1、不闭合，不中断起于正电荷、止于负电荷；总结：=电场线密度3、电场线不会形成闭合曲线。点电荷的电场线正电荷负电荷++一对等量异号电荷的电场线一对等量正点电荷的电场线++一对异号不等量点电荷的电场线2qq+带电平行板电容器的电场+++++++++二、电通量通过电场中某一面的电力线数称为通过该面的电通量。用e表示。均匀电场S与电场强度方向垂直均匀电场，S法线方向与电场强度方向成角电场不均匀，S为任意曲面S为任意闭合曲面规定：法线的正方向为指向闭合曲面的外侧。(s)三、高斯定理在真空中

7、的任意静电场中，通过任一闭合曲面S的电通量e,等于该闭合曲面所包围的电荷电量的代数和除以0而与闭合曲面外的电荷无关。1、高斯定理的引出(1)场源电荷为点电荷且在闭合曲面内r+q与球面半径无关，即以点电荷q为中心的任一球面，不论半径大小如何，通过球面的电通量都相等。讨论：c、若封闭面不是球面，积分值不变。电量为q的正电荷有q/0条电力线由它发出伸向无穷远电量为q的负电荷有q/0条电场线终止于它+qb、若q不位于球面中心，积分值不变。(2)场源电荷为点电荷，但在闭合曲面外。+q因为有几条电场线进面内必然有同样数目的电场线从面内出来。(3)场源电荷为点电荷系(或

8、电荷连续分