电磁学---静电场

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1、7/20/20211电磁学(Electromagnetism)▲电磁学研究的是电磁现象的基本概念和基本规律：•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。•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•观点：着眼于场的分布（一般）归纳假设•对象：弥散于空间的电磁场，•方法：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）7/20/20212▲电磁学的教学内容:•静电学（真空、导体、介质）•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7/20/20213第11章静电场(Elect

2、rostaticField)由电量不变的静止电荷产生的场称为静电场。本章学习要求：1.要掌握静电场的有关性质;2.会用库仑定律及高斯定理计算不同带点系统所产生的静电场。7/20/20214第11章静电场（★★★★★★）(ElectrostaticField)§11.1电荷§11.2库仑定律§11.3电场强度★§11.4高斯定理★§11.5高斯定理的应用★§11.6环流定理电势★§11.7电势的计算★§11.8电势与电场强度的关系★7/20/20215§11.1电荷1.电荷的种类：两种电荷，同种电荷相斥，异种电荷相吸。正电荷和负电荷2.电荷的量子性（chargequan

3、tization）电荷总是以一个基本单元的整数倍出现，电荷的这个特性叫做电荷的量子性。e=1.602×10-19库仑电荷的基本单元就是一个电子所带电量的绝对值，常用e来表示。经测定，3.电荷守恒定律（lawofconservationofcharge)在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。7/20/202164.电荷的相对论不变性在不同的参照系内观察,同一个带电粒子的电量不变。电荷的这一性质叫做电荷的相对论不变性。5.点电荷：当一个带电体本身的线度比所研究的问题中涉及的距离小很多时，该带电体的形状与电荷在其上的分布状况均无关紧要

4、，该带电体就可看作一个带电的几何点，叫点电荷。7/20/20217§11.2库仑定律1.库仑定律(CoulombLaw)1785年，库仑通过扭称实验得到。（1）表述:真空中，两个静止点电荷之间的相互作用力大小，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；作用力的方向沿着它们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。r大小表示：方向表示？q2受q1的力：q1→q2的单位矢量7/20/20218q1受q2的力：q2→q1的单位矢量从施力电荷（源点）→受力电荷（场点）。（库仑力满足牛三律）（2）k的取值：实验定出k=8.9880109≈9.0109N·m2/C27/

5、20/20219ε0：真空介电常数（vacuumpermittivity）真空电容率。▲有理化：有：∴令▲库仑定律适用条件•点电荷；•真空中；•施力电荷对观测者静止(受力电荷可运动)。7/20/2021102.电力叠加原理实验表明，库仑力满足线性叠加原理，即不因第三者的存在而改变两者之间的相互作用。“两个以上的点电荷对一个点电荷的作用力，等于各个点电荷单独存在时对该电荷的作用力的矢量和。”7/20/202111第11章静电场（★★★★★★）(ElectrostaticFieldofStaticElectricCharge)§11.1电荷§11.2库仑定律§11.3电场

6、强度★§11.3.1电场§11.3.2电场强度§11.3.3电场强度的计算★7/20/202112§11.3电场强度★1.电场(electricfield)（1）电荷之间的相互作用是通过电场传递的电荷电场电荷作用于激发激发作用于（2）电场的基本性质①对放其内的任何电荷都有作用力。②电场力对移动电荷作功→电场具有能量。③变化的电场以光速在空间传播，表明电场具有动量。表明了电场的物质性。7/20/202113试验表明：确定场点，比值2.电场强度（electricfieldstrength）场源电荷：真空中相对惯性系静止的点电荷或点电荷系q1、q2…qn（或Q1、Q2…Qn

7、）试验电荷：用来检验电场。条件①电量充分地小②线度足够地小为什么？试验电荷q0放到场点P处，q0受力为P与试验电荷无关，反映电场本身的性质。7/20/202114P定义电场强度：（定义式）物理意义：电场中任意点的电场强度等于静止于该点的单位正电荷在该点所受的电场力。讨论①电场是一个矢量场（vectorfield）②SI制单位:N·C–1或V·m–1，二者等价。③点电荷q在外场中受的电场力：7/20/2021153.场强叠加原理(Superpositionprincipleofelectricfieldintensity)由电力叠加原理由场强定义整理后