chapter4-1植物学.ppt

[例3]一半径为R的均匀带电薄圆盘，电荷面密度为?, 求圆盘轴线任一点的场强 一对异号不等量点电荷的电场线 2q + q 静电场的电场线有如下特点： (1) 始于正电荷，止于负电荷，在真空中和无电荷处不中断。 (2) 不形成闭合曲线。 (3) 任何两条电场线都不能相交。 (4) 电场线密集处电场强，电场线稀疏处电场弱。 规定：在电场中任一点处，通过垂直于电场强度E单位面积的电场线数等于该点的电场强度的数值。 E 也叫做电场线密度 E ds 电场线 （二） 电场强度通量 1、面积矢量 把垂直通过电场中某一个面的电场线数叫做通过这个面的电场强度通量。用符号 表示. 2、 电场强度通量定义 （二） 电场强度通量 3、 表达式 匀强电场 ， 垂直平面时. 匀强电场 ， 与平面夹角 非匀强电场，且曲面S dS 非均匀电场，闭合曲面S . 注意: 电通量是标量, 但有正负 电通量的正负由面元的法线方向和电场强度矢量的方向的夹角决定. 对于闭合曲面,规定自内向外的方向为面元的法线正方向. 电通量单位: 韦伯 (Wb) 例1 三棱柱体放置在如图所示的匀强电场中. 求通过此三棱柱体的电场强度通量. 解 S1 S2 * 电 磁 学 研究电磁场的相互作用和电磁场的运动规律 一、静电场及基本性质 二、稳恒电流的磁场及基本性质 第四章 静 电 场 一、电场力及电荷 二、库仑定律 三、电场 电场强度 四、电势能 电势 五、电势与电场强度的关系 一、电场力及电荷 1. 对电荷的基本认识 (1) 两种电荷 + - (2) 电荷量子化： 一切物体所带电量q都是某一基本电量的整数倍。 e 电量：表示物体所带电荷多少的物理量称为电量(q Q), 单位：库仑C。 1913年，密立根用液滴法首先从实验上证明了：微小油滴带电量的变化不连续。 夸克理论： 它们具有分数电荷，是电子电量的2/3或-1/3倍。 提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元组成 说明 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。 电荷的总量既不能创造,也不能消失,只能从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分.这就是电荷守恒定律, (3) 电荷守恒定律: 也就是说:在与外界没有电荷交换的一个系统内,总电荷量不变(电荷的代数和不变). (1) 点电荷模型 带电体的大小、形状可以忽略 2 库仑定律 说明 对于有限分布带电体，可以看作无限多点电荷的集合 P r P r l r l (2） 库仑定律 在真空中，两个静止点电荷之间的相互作用力大小，与它们的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。 为真空电容率 （3）电场力叠加原理 设有n个点电荷组成的点电荷系，点电荷q受到其他点电荷qi作用的总的静电力为： q 1）库仑定律遵守牛顿第三定律 2）是基本实验定律，宏观微观皆适用 3）应用时注意点电荷模型 q 1. 电场 历史上对电荷间的相互作用有两种观点： (1) 超距作用 相互作用 二 静电场 电场强度 （被证明错误）; (2) 场: 认为电荷间的相互作用通过场来进行 场的观点是巨大进步. q field Q 电场是一种新的物质，也是物质存在的一种形式： Electric field q force q work move 电场的基本性质: 1) 对放在电场内的任何电荷都有作用力； 2) 电场力对移动电荷作功。 静电场两个重要性质现： 2 静电场 是指相对于参考系或者观察着静止的电荷在其周围空间所产生的电场，又称库仑场。 （1）对处在电场中的电荷有力的作用----- （2）在电场中移动电荷时，电场要对电荷 做功----- 引入场强E 引入电势U 3 电场强度 引入电场强度对电场进行定量的描述 （1）正电荷 （2） 点电荷 （3）电量足够小 试验电荷q0： Q q0 a q0 b q0 c F1 F2 F3 实验： a) 将试验电荷+q0放到电场中a、b、c三个不同的位置上 不同位置所受的电场力不同 Q q0 a q0 b q0 c F1 F2 F3 b) 同一位置放不同试验电荷 为一不变量 这说明了这一不变矢量与试验电荷的电量无关，只与该点的位置有关。 电场强度 简称场强 (1)单位试验电荷在电场中某点所受到的电场力 物理 意义 (2) 单位N/C，或伏特/米 大小： F/q0 方向：正电荷在该处所受电场力的方向 讨论： (3)电场强度是空间坐标的函数 匀强电场 （4） 5 电场中某点电场强度的计