医用物理学 第9章 静电场.pptxVIP

第九章静电场

本章的学习要求掌握描述静电场的两个物理量——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。理解高斯定理及静电场的环路定理是静电场的两个重要定理，它们表明静电场是有源场和保守场。掌握用点电荷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；掌握用点电荷和叠加原理以及电势的定义式求解带电系统电势的方法.第九章静电场

本章的教学安排第九章静电场第一讲电场强度、高斯定理及其应用第二讲静电场的环路定理电势第三讲静电场中的电介质

第1讲电场强度、高斯定理

第九章静电场二电荷的量子化一静电场静止电荷：电场运动电荷：电场＋磁场相对于观察者静止的电荷在其周围空间产生的电场——静电场1电荷有正负之分；3电荷量子化：电子电荷2同性相斥，异性相吸；*组成亚原子微粒的夸克具有分数电荷（或电子电荷），但实验上尚未直接证明。

第九章静电场三电荷守恒定律在孤立系统中,电荷的代数和保持不变（基本守恒定律之一）4电荷相对论不变性一个电荷，其电量与它的运动速度或加速度均无关。+++电荷为Q电荷为Q

第九章静电场库仑(C.A.Coulomb)1736-1806十八世纪法国最伟大的物理学家，杰出的工程师，在电学、磁学、磨擦和工程上都有重大贡献.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.电荷的单位库仑就是以他的姓氏命名的.

第九章静电场一点电荷(1)从实际带电体抽象而成的物理模型.只考虑带电体的电量,不考虑带电体的大小(带电的质点).(2)条件:带电体本身的几何线度远远小于它到其它带电体的距离或者远远小于它到场点的距离.二真空中的库仑定律——抽象模型

第九章静电场：真空电容率库仑力遵守牛顿第三定律库仑定律：q1指向q2的单位矢量

第九章静电场讨论由库仑定律对吗?注意:库仑定律仅适用于点电荷。点电荷不是指带电体的电量很小；当研究的场中某点P到带电体几何中心的距离远大于带电体自身时，带电体可以看成点电荷；若已知一个点电荷,而研究场中某点P到点电荷距离充分小时,此带电体不能视为点电荷。

第九章静电场例1试比较氢原子中电子与原子核之间的库仑力和万有引力.电子的质量为me=9.1?10-31kg,氢原子核的质量为mp=1.67?10-27kg,G=6.67×10-11N·m2·kg-2，r=5.3×10-11m。解库仑力:万有引力:

第九章静电场微观领域中,万有引力与库仑力相比微不足道,往往将其忽略不计。

第九章静电场一静电场库仑定律给出了真空中两点电荷之间相互作用的定量关系，但其相互作用是如何实现的？电荷1电场电荷2电场是一种特殊形态的物质实物物质场力的性质，即放入电场的任何电荷都受到电场力的作用能的性质，即当电荷在电场中运动时，电场力对电荷做功

第九章静电场二电场强度1试探电荷2电场强度源电荷：建立电场的电荷试探电荷点电荷（定点检验）电荷足够小（不影响原电场的空间分布）

第九章静电场单位:和试探电荷无关源电荷。试探电荷定义:单位正试探电荷所受的电场力（比值，定义式）说明：场强具有矢量性（正电荷在该点的受力方向）

第九章静电场三点电荷的电场强度利用场强的定义式和库仑定律推导

第九章静电场四电场强度的叠加原理由力的叠加原理得所受合力点电荷对的作用力故处总电场强度电场强度的叠加原理1、离散电荷分布；2、连续电荷分布。

第九章静电场电偶极矩（电矩）例1电偶极子(P118)的电场强度电偶极子的轴讨论（1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度

第九章静电场

第九章静电场（2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度根据对称性可知

第九章静电场

电荷的连续分布++++++体积V面积S长度L???总电量总电量总电量

第九章静电场电荷连续分布的情况电荷体密度点处电场强度

第九章静电场电荷面密度电荷线密度

第九章静电场矢量积分化成标量积分

第九章静电场解例2正电荷均匀分布在半径为的圆环上.计算在环的轴线上任一点的电场强度.由对称性知沿x正方向线电荷密度

第九章静电场讨论（1）（点电荷电场强度）（2）（3）

第九章静电场一电场线（电场的图示法）1）曲线上每一点切线方向为该点电场方向,2）通过垂直于电场方向单位面积电场线数为该点电场强度的大小