真空中的静电场课件.pptxVIP

第1页共35页真空中的静电场结构框图场和场的描述库仑定律静电场的描述电场强度高斯定理环路定理电势静电场的基本性质电场对带电粒子的作用静电力叠加原理要点1)两条基本实验定律：库仑定律，静电力叠加原理。3)两条基本定理：静电场高斯定理，环路定理。------揭示静电场基本性质2)两个基本物理量：电场强度，电势。

第2页共35页第一节场和场的描述一、场的概念、标量场和矢量场二、矢量场及其完备性描述三、场强叠加原理四、电场和磁场的描述

第3页共35页第二节静电的基本现象和实验规律一、电荷1.电荷与物质电是物质的基本特性。带电多少称电荷量、电荷、电量。单位是库仑(C)。2.电荷量子化基本电荷单元3.电荷守恒4.电荷的相对论不变性对无静电荷出入的系统，电荷量代数和不变。系统的电量和其运动状态无关。5.作用规律同性相斥，异性相吸。

第4页共35页二、库仑定律中学：真空中，两个静止的点电荷间相互作用力静电力恒量写成矢量式：是单位矢量

第5页共35页“有理化”——为使以后的大量电磁学公式不出现4?因子，引入真空电容率，即适用范围:目前认为在10-17m~107m范围均成立。P.8表11.2-1验证库仑定律平方反比关系的实验结果四种基本相互作用相对强度：强力电磁力弱力引力

第6页共35页例.在卢瑟福?粒子散射实验中，?粒子可达到离金原子核2?10-14m处，它们相互斥力的大小为三、电场力叠加原理两点电荷间相互作用力不因其他电荷的存在而改变。点电荷系对某点电荷的作用等于系内各点电荷单独存在时对该电荷作用的矢量和。即

第7页共35页英国法拉第：探索电磁力传递机制,由电极化现象和磁化现象提出“场”的概念。一、静电场1.“场”概念的引入17世纪英国牛顿：力可以通过一无所有的空间以无穷大速率传递，归纳力的数学形式而不必探求力传递机制。第三节静电场及其描述18世纪：力的超距作用思想风行欧洲大陆。法国笛卡尔：力靠充满空间的“以太”的涡旋运动和弹性形变传递。电荷电荷

第8页共35页电荷电场电荷19世纪：英国麦克斯韦建立电磁场方程，定量描述场的性质和场运动规律。20世纪：爱因斯坦，相对论加强了场概念的重要性，质能关系揭示出实物与场不能截然划分。场本身参与能量和动量交换。光子理论认为电磁场由光子组成，带电粒子通过交换光子相互作用。AB

第9页共35页用、来分别描述静电场的上述两项性质2.静电场相对于观察者静止的带电体周围的电场静电场的对外表现：(1)场中任何带电体受电场力作用——动量传递(2)带电体在电场中移动时，电场对带电体做功——能量传递

第10页共35页二、电场强度场源电荷：产生电场的点电荷、点电荷系、或带电体。检验电荷：电量足够小的点电荷q0略去对场源电荷分布的影响与场点对应定义大小：等于单位检验电荷在该点所受电场力单位：N/C;V/m。方向：与受力方向相同空间矢量函数研究静电场即对各种场源电荷求其分布。

第11页共35页例.求点电荷q所产生的电场中各点的电场强度。

第12页共35页由静电场力叠加原理静电场强叠加原理：点电荷系电场中某点总场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强矢量和。即三、电场强度叠加原理

第13页共35页2.点电荷系3.连续分布带电体1.点电荷公式

第14页共35页例1.求电偶极子的电场电偶极子：相距很近的等量异号电荷电偶极矩：它是由电介质极化，电磁波的发射、接收，中性原子间相互作用……总结出的理想模型。

第15页共35页(1)轴线延长线上A的场强

第16页共35页(2)中垂面上B的场强(3)一般情况：见P.25[例1]

第17页共35页例2.求长度为l、均匀带电直细棒的电场。已知：电荷线密度场点求：方向：与x轴夹?角大小：解：建立坐标系O取：

第18页共35页各电荷元在点场强方向不同，应该用分量积分：统一变量：

第19页共35页得：讨论：1)棒延长线上一点xPbdq

第20页共35页即理想模型—无限长带电直线场强公式2)对靠近直线场点常用公