3-1静电场和稳恒电场.ppt

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1、电磁学电磁感应稳恒磁场与磁场的相对性电磁场和电磁波静电场和稳恒电场2021/7/181电场电场强度电通量高斯定理静电场的环路定理电势能等势面电势与电场强度的关系静电场和稳恒电场静电场中的导体电容静电能2021/7/1821、电荷守恒定律——电绝缘系统中，电荷的代数和保持常量。+-电子对湮灭+-电子对产生§9.1电场电场强度一、电荷2021/7/18300.51.01.5质子+e00.51.01.5中子+-宏观物体带电量为e的整数倍。夸克2、电荷的量子性电子电量2021/7/1843、电荷相对论不变性+++电荷为Q电荷为Q

2、2021/7/185电荷1受电荷2的力有理化真空中的介电常数两个点电荷之间的作用力，不会因为第三个电荷的存在而改变叠加原理二、库仑定律2021/7/1862、当带电体在电场中移动时，电场所作用的力将对带电体作功.(物质性1)静电场1、处于静电场中的任何带电体都受到电场所作用的力；(物质性1)一般情况下，场强与场强的空间分布有关。2021/7/187线度足够地小——场点确定；电量充分地小——不至于使场源电荷重新分布。1、试验电荷大小：单位正电荷受力方向：正电荷受力的方向单位：N/C、V/m说明2、Q0只是使场显露出来，即使

3、无Q0，也存在三、电场强度此式为电场强度的定义式2021/7/188点电荷试验电荷方向试验电荷受力场强叠加原理由定义四、电场叠加原理2021/7/189电荷连续分布的带电体的场强场强叠加原理分量式Q2021/7/1810例题求：电偶极子中垂面上任意点的场强解定义：偶极矩r>>lr+=r-r+-2021/7/1811由对称性例题均匀带电细棒，长L，电荷线密度，求：中垂面上的场强。解：0yx02021/7/1812当L1-222一般yx0？2021/7/1813已知：总电量Q；半径R。求：均匀带电圆环

4、轴线上的场强。x（2）R<>x无限大带电平面场强例题2021/7/1815一、电场线电场中假想的曲线疏密——表征场强的大小（穿过单位垂直截面的电场线数=附近的场强大小）切线方向——场强的方向++任何两条电场线不会在无电荷处相交。§9.2电通量高斯定理2021/7/1816几种常见电场的电力线图2021/7/1817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)，不会在没有电荷处中断.2）电

5、场线不相交.3）静电场电场线不闭合.2021/7/1818二、电通量e(电场强度通量)SS1、均匀电场2、均匀电场=S3、非均匀电场、任意曲面dS单位：Vm2021/7/1819K.F.Gauss——德国物理学家、数学家、天文学家定理：真空中的静电场内，通过任意封闭曲面的电通量等于曲面内所包围的电荷电量的代数和除以真空介电常数。=0>0<0三、高斯定理规定外法线为正向。2021/7/1820+点电荷位于球面中心高斯定理的导出高斯定理库仑定律电场强度叠加原理2021/7/1821+点电荷在任意封闭曲面内其中立

6、体角2021/7/1822点电荷在封闭曲面之外2021/7/1823由多个点电荷产生的电场2021/7/1824高斯定理1）高斯面上的电场强度为所有内外电荷的总电场强度.总结：4）仅高斯面内的电荷对高斯面的电场强度通量有贡献.2）高斯面为封闭曲面.5）静电场是有源场.3）穿进高斯面的电场强度通量为正，穿出为负.2021/7/1825在点电荷和的静电场中，做如下的三个闭合面求通过各闭合面的电通量.讨论将从移到点电场强度是否变化？穿过高斯面的有变化？2021/7/1826四高斯定理的应用其步骤为对称性分析；根据对称性选择合适

7、的高斯面；应用高斯定理计算.（用高斯定理求解的静电场必须具有一定的对称性）2021/7/1827对于具有某种对称性的电场，用高斯定理求场强简便。例题求电量为Q、半径为R的均匀带电球面的场强分布。源球对称场球对称R0ER选高斯面高斯定理的应用解题2021/7/1828例题求：电量为Q、半径为R的均匀带电球体的场强分布。R解：选择高斯面——同心球面r0ER2021/7/1829？r例题求：电荷线密度为的无限长带电直线的场强分布。解：选择高斯面上下底面侧面，且同一柱面上E大小相等。0思考：如果线粗细不可忽略，空间场强分布如何

8、？2021/7/1830求：电荷面密度为的无限大均匀带电平面的场强分布。解：选择高斯面——与平面正交对称的柱面侧面底面++++++++++且大小相等；例题2021/7/1831当场源是几个具有对称性的带电体时，可用高斯定理分别求各带电体单独存在时的场强，再作矢量叠加。例题求：电荷面密度分别为1、2两个平行放置的