[工学]5-1、2和3 库仑定律 电场强度.ppt

* 主讲教师 杨琴 开课单位 物理科学与技术学院 ● 课程名称 大学物理A ● 课程学时 60 ● 课程学分 4 ● 前期课程 高等数学 ● 参考教材 物理学（第五版，上、下册） 马文蔚主编 高等教育出版社 ● 习题处理 大学物理教研室主编习题集 ● 部分参考书目 汪晓元，赵明主编．大学物理教程（上、下册）．北京邮电大学出版社，2005年 吴百诗，张孝林主编．大学物理基础（上、下册）.科学出版社，2007年第一版 ● 大学物理教学网站网址 psat.yangtzeu.edu.cn 课程简介 教学管理 纪律要求 1. 上课不迟到、不早退、不旷课、坚持做笔记 ； 2. 旷课达总课时1/3的学生取消考试资格。 3. 下课认真阅读教材；独立完成作业，按时交作业 ； 4. 作业缺1/3的学生取消考试资格。 成绩结构 1. 平时作业占总成绩的20% ； 2. 期末闭卷考试，成绩占总成绩的80% 。 作业管理 1. 由学习委员到教材科领取本学期习题集和作业答题纸 ； 2. 每周一上课前老师发批改好的作业，下课后收上次布置的 作业。（注意：学生必须保管好老师批改过的作业，以备 期末复习和统一收取） 10 第5章 静电场 8 第15章 量子物理 课时 章 节 内 容 54＋6（机动） 合 计 4 第14章 相对论 近代物理基础 （下册） 12+2（习题课） 8 第8章 电磁感应 电磁场 12 第7章 恒定磁场 电磁学（上册） 34+6（习题课） 4 第6章 静电场中的导体与电介质 教学计划 第5章 静电场 图为1930年E.O.劳伦斯制成的世界上第一台回旋加速器 本章内容 5. 1 电荷的量子化 电荷守恒定律 5. 2 库仑定律 5. 3 电场强度 5. 4 电场强度通量 高斯定理 5. 6 静电场的环路定理 电势能 5. 7 电势 5. 8 电场强度与电势梯度 二 理解静电场的两条基本定理——高斯定理和环路定理，明确认识静电场是有源场和保守场. 一 掌握描述静电场的两个基本物理量——电场强度和电势的概念，理解电场强度 是矢量点函数，而电势V 则是标量点函数. 教学基本要求 四 了解电偶极子概念，能计算电偶极子在均匀电场中的受力和运动. 三 掌握用点电荷的电场强度和叠加原理以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法；能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度. 5.1 电荷的量子化 电荷守恒定律 1. 正负性 2. 量子性 盖尔—曼提出夸克模型: 3. 守恒性 4. 相对论不变性 电荷的电量与它的运动状态无关 正电荷，负电荷 同性相斥，异性相吸 库仑（C） （自然界的基本守恒定律之一） 在一个和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(非各自的量). 电荷守恒定律 （密立根的液滴法实验） 库仑 (C.A.Coulomb 1736 ?1806） 法国物理学家，1785年通过扭秤实验创立库仑定律, 使电磁学的研究从定性进入定量阶段. 电荷的单位库仑以他的姓氏命名. 5.2 库仑定律 当带电体的大小、形状与带电体间的距离相比可以忽略时,就可把带电体视为一个带电的几何点。 一、 点电荷 (一种理想模型) 二、 库仑定律 处在静止状态的两个点电荷，在真空（空气）中的相互作用力的大小，与每个点电荷的电量成正比，与两个点电荷间距离的平方成反比，作用力的方向沿着两个点电荷的连线。 电荷q1 对q2 的作用力F21 电荷q2对q1的作用力F12 真空中的电容率（介电常数） 讨论： 的方向由施力电荷指向受力电荷 (1) 库仑定律是描述静止点电荷之间的相互作用力的规律，即 与 必须是真空中静止的点电荷； (6) 一般 ，表明电磁力在原子、分子结构中起决定性作用。 (4) 库仑定律关于静电力与距离平方反比的规律已经成为物理学最精确的实验规律之一； (5) 库仑定律的适用范围：10-14～107m； (2) 与 的作用力，不受周围是否有其它电荷存在的影响； (3) 静电力同样具有力的共性，满足牛顿第三定律，遵守力的平行四边形法则； 三、电场力的叠加 q3 受的力： 对n个点电荷： 对电荷连续分布的带电体 Q r 已知两杆电荷线密度为?，长度为L，相距L 解 例 两带电直杆间的电场力。 求 L 3L 2L x O 一、 静电场 ? 后来: 法拉