[工学]1-静电场-12.ppt

授课计划 1-1 电场强度，电位 一. 电荷与电荷分布 二. 电场强度、库仑定律 三. 电位函数 源点、场点（直角坐标系） 一. 电荷与电荷分布 微观上看，与物体的质量一样，电荷是以离散的方式出现在空间的。但从工程或宏观电磁学的观点看，大量的带电粒子密集地出现在某空间体积内时，可以假定电荷以连续分布的形式充满该体积中。 分布电荷 如果电荷分布在体积V内，则用电荷体密度（即体积电荷密度）来描述电荷在空间的分布。 要计算电荷总量，可应用相应的积分运算求得。 二. 电场强度、库仑定律 通过大量实验发现，把一个带电体（试体）引入电场中会受到力的作用。因此可以通过试体在场中各点受力情况来描述场。 电场强度的定义 设静止的源电荷周围的空间内某点处一个静止的实验电荷q受到的静电力为F，则该点的电场强度定义为 库仑定律 点电荷产生的电场 将电场强度的定义式与库仑定律对比 分布电荷产生的电场 面分布电荷与线分布电荷的电场强度的公式相应的分别为 小结:真空中的静电场 三. 电位函数 1. 电位的定义 2.静电场的特性方程 例 3. 电位的计算 体电荷、面电荷、线电荷的电位 4.电位与电场强度的对应关系 如何利用电场求电位？ 参考点的选取 5. 线与等位面（线） 例1-4 典型场图分布 1-2 高斯定理 一.真空中的高斯定理 二. 导体 三.电介质 Dielectric 电介质的极化 第一种是组成原子的电子云，在电场作用下相对于原子核发生位移而出现电矩，称为电子极化； 介质的极化对电场的影响 例1-5 电偶极子产生的电场 场点P的电位等于两个点电荷电位的叠加 例1-5公式推导 极化强度向量 称为极化强度向量，单位C/㎡ 极化电荷产生的场 四.介质中的高斯定理 设有自由电荷分布在导体表面S1上，体积 V1。假想高斯面为S，体积为V。 D、E与P的关系方程 高斯定理的应用 电场分布具有对称性，即D高斯面=常量， 。 取对称面作为高斯面，化矢量的面积分为标量的面积分。 先求E或D，再求φ 。 总结 小结:真空中的静电场 电位及参考点的选取 导体与电介质 1. 静电场的特性方程 电场分布具有对称性，即D高斯面=常量， 。 取对称面作为高斯面，化矢量的面积分为标量的面积分。 先求E或D，再求φ 。 预习内容及思考题——第一章第二讲 库仑（C.A.Coulomb） 库仑：C.A.Coulomb（1736-1806），法国物理学家、军事工程师。 1736年6月14日生于昂古莱姆。1761年毕业于军事工程学校，并作为军事工程师服役多年。后因健康日坏，被迫回家，因此有闲暇从事科学研究。 由于他写的一篇题为《简单机械论》（Theorie des Machines Simples）的报告而获得法国科学院的奖励，并由此于1781年当选为法国科学院院士。　　库仑的研究兴趣十分广泛，在结构力学、梁的断裂、材料力学、扭力、摩擦理论等方面都取得过成就。 1773年法国科学院悬赏征求改进船用指南针的方案。库仑在研究静磁力中，把磁针的支托改为用头发丝或蚕丝悬挂，以消除摩擦引起的误差，从而获得1777年法国科学院的头等奖。他进而研究了金属丝的扭力，于1784年提出了金属丝的扭力定律。这二成果具有极为重要的意义，它给出了一种新的测量极小力的方法。同年他设计出一种新型测力仪器——扭秤。利用扭秤，他在1785年根据实验得出了电学中的基本定律——库仑定律，这是人类在电磁现象认识上的一次飞跃。1788年，他把同样的结果推广到两个磁极之间的相互作用，这项成果意义重大，它标志着电学和磁学研究从定性进人了定量研究。早在1781年他还提出过关于摩擦及滑动定律。他在多种实验基础上研究了许多实际静摩擦现象及其相关因素，并提出了滑动摩擦力的著名公式。他还提出了在磁化过程中，分子被极化的假设。他还提出电荷沿表面分布及带电体因漏电而电量衰减的定律。　　库仑著有《库仑论文集》（1884年）为纪念他对物理学的重要贡献，电量单位便以库仑命名。 伏特（Alessandro Guiseppe Antonio Anastasio Volta） 伏特 (1745-1827)，意大利物理学家，1745年2月18日出生于意大利科莫一个富有的天主教家庭里。 伏特制造的仪器的一个杰出例子是起电盘。由于起电盘的发明，1774年伏特担任了科莫皇家学校的物理教授，1779年任帕维亚大学物