河海大学大二上大学物理答案--第5章-静电场word版本.ppt

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1、河海大学大二上大学物理答案--第5章-静电场5，1831年Fraday发现电磁感应定律使人们对电磁内在的联系有了更深刻的认识。6，1865年Ｍaxwell在前人的基础上，以及自己提出位移电流和涡旋电场的假设下，建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在，而且指出了光是一种电磁波（交变电磁场)，在工程技术中获得了广泛的应用，如通信。7，1905年，爱因斯坦创立了相对论，人们认识到：同一电磁场从不同参考系观测可以表现为仅是电场，或仅是磁场，或者电场和磁场并存。第五章静电场§5-1电荷库仑定律5-1-1电荷带电现象：物体经摩擦后对轻微物体

2、有吸引作用的现象。两种电荷：硬橡胶棒与毛皮摩擦后所带的电荷为负电荷。玻璃棒与丝绸摩擦后所带的电荷为正电荷。电荷的基本性质：电荷与电荷之间存在相互作用力，同种电荷相斥，异种电荷相吸。电量：物体带电荷量的多少。n=1，2，3，…基本电荷量：电量单位：库仑（C）密立根油滴实验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。说明电荷守恒定律：在一个孤立系统中，无论发生了怎样的物理过程，电荷不会创生，也不会消失，只能从一个物体转移到另一个物体上。可以简化为点电荷的条件；dr<

3、的带电粒子或带电体。5-1-2库仑定律真空中两个静止点电荷相互作用力F的大小与这两个点电荷所带电量q1和q2的乘积成正比，与它们之间的距离r的平方成反比。作用力F的方向沿它们的连线方向，同号相斥，异号相吸。真空中的库仑定律（实验定律）：库仑定律数学表达式其数学表达形式:ε0真空中介电常数方向同种电荷:q1q2>0异种电荷:q1q2<0q1q2矢量形式:q1q2例1.在氢原子中，电子与质子的距离约为5.310-11m。求它们之间的万有引力和静电力。解：（已知：M=1.6710-27kg,G=6.6710-11N·m2·kg-2，m

4、=9.1110-31kg）Q1生产Q12Q的相互作用：与电荷电荷生产2Q于用作用作于通过什么？通过什么？1.电场§5-2电场电场强度5-2-1电场两种观点直接作用观点（超距）间接作用观点即场的观点（法拉第）电荷电荷电荷电荷场电场：电荷周围存在着的一种特殊物质。静电场：静止电荷所产生的电场电荷电场电荷电场力：电场对处在其中的其他电荷的作用力两个电荷之间的相互作用力本质上是:一个电荷的电场作用在另一个电荷上的电场力．试验电荷：（1）点电荷；（2）电量足够小电场中各处的力学性质不同。结论：1、在电场的不同点上放同样的试验电荷q02、在电场

5、的同一点上放不同的试验电荷F3F1F2结论：Q5-2-2电场强度电场强度定义：单位：N·C-11.电场强度的大小为F/q0。2.电场强度是矢量，方向为正电荷在该处所受电场力的方向。结论：5-2-3电场强度的计算1．点电荷电场中的电场强度+ErEr+-rr2、点电荷系电场中的电场强度电场强度叠加原理：点电荷系电场中某点的电场强度等于各点电荷单独存在时在该点电场强度的矢量和。各点电荷的电场强度：……点电荷系的电场强度：3．连续分布电荷电场中的电场强度电荷元dq在P点的场强：带电体在P点的场强：矢量积分，计算时首先将电荷元的电场强度矢量沿各

6、坐标轴进行分解，然后对电荷元沿各坐标轴方向的电场强度分量分别求标量积分，最后求出合电场强度E.dq电荷元：面电荷体电荷线电荷三种带电形式：sdldVd4、电偶极子电偶极子：大小相等，符号相反且存在一微小间距的两个点电荷构成的复合体。电偶极矩：电偶极子是个很重要的物理模型，在研究电极化，电磁波的发射和接收都会用到。-qq-qqlr例2.计算在电偶极子延长线上任一点A的场强。解：E+E-Aro方向与偶极距地方向相同例3.计算电偶极子中垂线上任一点B的场强。-qqlrBEBE+E-解：因为r>>l所以方向与偶极距地方向相反解题步骤：3.确

7、定dE的大小xy、θθq1已知：2。a、、4.建立坐标，将dE投影到坐标轴上1.选电荷元λdq=dxayx12oPdxxdEdEyrdEx2.确定dE的方向例4.真空中有均匀带电直线，长为L，总电量为Q。线外有一点P，离开直线的垂直距离为a，P点和直线两端连线的夹角分别为1和2。求P点的场强。（设电荷线密度为）ayx12oPdxx解：电荷元：dq=dxdEdExdEyrayx12oPdxxdEdEyrdEx无限长带电直线：1=0，2=方向：正电荷时方向为OP，负电荷时方向为PO，例5.电荷q均匀地分布在

8、一半径为R的圆环上。计算在圆环的轴线上任一给定点P的场强。解：xPxRrdEa.yzxEd当dq位置发生变化时，它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。qdEdqda.yzxEd当dq位置发生变化时，它所激发的电场矢量构成