1电磁学教学课件.ppt

绪 论 （1）场论方法 二、电磁学的内容及发展 实验指出： 检验电荷q0放入电场不同地点时，q0 所受力的大小和方向逐点不同，但在电场中每一给定点处，q0 所受力的大小和方向都是完全一致的。 如果在电场中某给定点处我们改变 q0 的量值，就发现，q0 所受力的方向仍然不变，但力的大小却和 q0 成正比地改变，但F/ q0是一个与q0大小、正负无关的恒量。这说明比值定义为该点的电场强度，简称为场强，用E表示。 可见，电场强度是描述电场性质的物理量，某点的电场强度是这样一个矢量，它的大小等于单位检验电荷在该点所受电场力的大小，它的方向就是正检验电荷在该点所受电场力的方向。但应注意，某点的电场强度与该点是否存在电荷无关，因为该点电荷仅起检验作用！ 在国际单位制中，力的单位是N，电荷量的单位是C，所以场强的单位是N/C，场强的单位也可以写成v/m，这两种表示法是一样的，在电工计算中常采用后一个单位。 E(x、y、z)是矢量点函数，矢量的总体称为矢量场，它是一种空间分布！“求某一带电体激发的电场”就是指求出场强与坐标的函数关系E(x、y、z)。 从场的观点来说，一个电荷对另一个电荷的作用包含两个同时发生的过程，点电荷q1在周围产生电场，这个电场对置于其中的另一点电荷q2施加电场力，由此可见，库仑定律实质上就是电荷间作用的两个过程的综合描述。 三、电场强度的计算 1、点电荷Q 激发的场强 以点电荷Q 所在处为坐标原点O，取任意距O为r的点P为场点，设想把一个试探电荷q放在P点，根据库仑定律，q 所受的力为: r Q q P 根据场强的定义式，得到P点的场强为: 2、场强迭加原理 若电场是由点电荷系 共同激发的，由电场力叠加原理，检验电荷 在场点 p 所受电场力等于各个场源点电荷单独存在时作用于 的电场力 的矢量和。即 由电场强度定义， P点场强 上式表明，点电荷系电场中任一点的场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。这个结论称为场强叠加原理。 式中， 分别为 单独在时在 P点产生的场强。 q q q q n 、 、 、 K 3 2 1 E E E n v v v L 、 、 、 2 1 3、电荷连续分布情况 点电荷的场强公式是最基本而又 是最重要的场强计算式。 如果电荷的分布是连续的，即不能认为是点电荷，根据不同的情况，把电荷看成在一定体积内连续分布、在一定曲面上连续分布、在一定曲线上连续分布。在这些情况下，首先将电荷的分布看成由许多较小的电荷元dQ所产生的场强为: 由此连续分布总的电荷在P点的场强为（积分） 为了方便讨论，对于连续分布的电荷，需要引入电荷的体密度、面密度、线密度概念。 4、连续分布的电荷的电场计算 [例1] 在真空中，一均匀带电直导线MN，其长度为l，带电量为q，求在导线一旁距离为a的P点的场强。 0 y dy M N y a r P dEx x dEy β β1 β2 β b).电荷元dq在P点的场 即 b pe b l cos 4 0 a d d y = E b pe b l b b pe b b l sin 4 sin sin 4 sin 0 2 2 0 2 a d a d a d x = = E [例2]一细线弯成半径为R的圆环，带电q，求轴线上离环心r处的电场。 o R r r’ θ P x y z dq dq’ dEy dEx dE * 电磁学 赣南师范学院物理与电子信息学院 主讲教师：王形华 手机E-mail: jxwxh@126.com 2012年2月12日 参考书目： 1.赵凯华，陈熙谋 .电磁学 . 上册 下册， 北京：高等教育出版社，1985 2.梁绍荣等.普通物理学第三分册.北京：高等教育出版社，1988 3.梁绍荣等.电动力学基础.北京：北京师范大学出版社，1982 4．贾起民等. 《电磁学》 高等教育出版社 （复旦） 5．张玉民等. 《电磁学》 科学出版社 （科大） 6．梁灿彬 秦光戎.《电磁学》 人民教育出版社（北师大） 电磁学 一、电磁学的研究对象及研究方法 1．研究对象：电荷、电流激发的场及其与物质相互作用的规律，概括为： charge current electric field magnetic field 运动电荷形成电流 激发 施力 施力 激发 相互激发 场分布有矢量场和标量场。一般地，它们是空间、时间变量的函数 。在空间上有均匀与非