【电动力学课件】1-1-2 电荷和电场-电流和磁场.pdf

第一章 电磁现象的普遍规律 Universal Law of Electromagnetic Phenomenon 1 主要内容： ☻1.电荷和电场 ☻2. 电流和磁场 ☻3.麦克斯韦方程组 ☻4.介质的电磁性质 ☻5. 电磁场边值关系 ☻6. 电磁场的能量和能流 2 第一节 电荷和电场 一、库仑定律 （Coulomb’s law ) 库仑定律是静电现象的基本实验定律。是描写 真空中两个静止的点电荷 Q 和 Q’ 之间相互作 用力的定律。其中Q 受到的作用力为: QQ′ z F r (1.1) q r 4πε r3 0 x ′ q ′ 式中r x =−x x y 表示q ’ 到q 的径矢。 o x 3 注意: 库仑定律只是从现象上给出两电荷之间作用 力的大小和方向。有如下两种物理解释: 1. 两电荷之间的作用力是超距作用，即一个电荷把 作用力直接施加于另一电荷上； 2. 相互作用是通过电场来传递的，而不是直接的超 距作用。 结论： a.静电时，两种描述是等价的。 b.在运动电荷时，特别是在电荷发生迅变时，实践 证明通过场来传递相互作用的观点是正确的。 4 二、电场和电场强度 Electric Field and its intensity 1.电场：电荷周围的空间存在着一种特殊的物质，称 为电场。两个电荷之间的相互作用力本质上是电荷激 发的电场对另一个电荷施加作用力。 2. 电场强度：我们用一个单位试验电荷在场中所受的 力来定义电荷在点x 上的电场强度E 。 E F / q (1.2) 由库仑定律，一个静止电荷Q所激发的电场强度为 Qr E (1.3) 4πε r3 0 5 3. 电场具有叠加性。即多 个电荷所激发的电场等于 每个电荷所激发的电场的 矢量和。 a. 电荷不连续分布时，总 电场强度是: Q r E =∑ i