真空中的静电场电磁学.ppt

（1）通过包围点电荷q的闭合曲面的电通量都等于q/点电荷的电场通过面元dS通量：对于包围该点电荷的闭合曲面S对点电荷所张的立体角为：故通过的电通量为：第62页，共107页，星期日，2025年，2月5日图1.27点电荷在不同形状的封闭曲面之内，其场线穿进穿出的次数总为奇数，面元对点电荷的所张立体角的积分总为4π。第63页，共107页，星期日，2025年，2月5日（2）通过不包围点电荷q的任意闭合曲面的电通量恒为0点电荷在闭合曲面之外时，从某个面元进入的电通量必然从另一个面元穿出。故两面元对该点电荷所张立体角大小相等，符号相反，代数和为0，所以整个闭合曲面对外部的点所张的立体角恒为0。故外部点电荷通过任意闭合曲面的电通量恒为0。第64页，共107页，星期日，2025年，2月5日图1.28点电荷在不同形状的封闭曲面之外，其场线穿进穿出的次数总为偶数，面元对点电荷的所张立体角的积分总为0。第65页，共107页，星期日，2025年，2月5日（3）多个电荷q的电通量等于它们单独存在时的电通量的代数和若电场由一组点电荷q1，q2，..qN共同产生，用E1，E2，..EN分别代表各点电荷单独产生的场强。设有一任意封闭曲面S，它把q1，q2，..qi包围在内部，把qi+1，qi+2，..qN包围在外部，由叠加原理，总电场E对封闭曲面的电通量为：第66页，共107页，星期日，2025年，2月5日图1.29电场对封闭曲面的通量只与曲面所包围的电荷有关第67页，共107页，星期日，2025年，2月5日（4）对于封闭曲面包围具有一定体分布的电荷，其电荷体密度ρ已知，高斯定理的表达式？第68页，共107页，星期日，2025年，2月5日（5）讨论高斯定理表明静电场是有源场高斯面上的电荷问题高斯定理中的E问题高斯定理给出的只是电通量和电荷的关系高斯定理的微分形式：高斯定理与库仑定律的关系第69页，共107页，星期日，2025年，2月5日2、高斯定理应用（1）在电荷分布具有某种对称性，从而使场分布也具有某种对称性时，可以直接用高斯定理通过电荷分布求得场的分布球对称的电场轴对称的电场无限大带电平面的电场第70页，共107页，星期日，2025年，2月5日图1.30均匀带电球壳的电场第71页，共107页，星期日，2025年，2月5日图1.31无限大均匀带电平面的电场第72页，共107页，星期日，2025年，2月5日图1.32均匀带电球体中球形空腔的电场第73页，共107页，星期日，2025年，2月5日（2）高斯定理求解场强利用高斯定理求电场场强的关键是：根据带电系统电荷分布的对称性分析出电场分布的对称性；根据电场分布的对称性选取适当的高斯面；最后通过高斯定理求出场强。第74页，共107页，星期日，2025年，2月5日§1.4静电场的环路定理与电势1、点电荷电场无旋性2、静电场的环路定理3、电势差与电势4、电势的计算与由电势求电场第75页，共107页，星期日，2025年，2月5日S’、σ’的面带电体对S、σ的面带电体静电作用力：L’、λ’的线带电体对L、λ的线带电体静电作用力：第30页，共107页，星期日，2025年，2月5日§1.2电场与电场强度1.电场及电场强度2.场强叠加原理与任意带电体的电场强度第31页，共107页，星期日，2025年，2月5日§1.2.1电场及电场强度1、电场（1）相互作用的传递，争论的两种观点：超距作用：不需要任何媒介，不需要时间的传递近距作用：通过接触或媒介，作用需要时间A.A.Michelson测量“以太”的“零”的结果获得了1907年的诺贝尔奖第32页，共107页，星期日，2025年，2月5日（2）场的概念（1）电荷在自己的周围地方产生电场或激发电场，电场对处在场内的其他电荷有力作用；（2）电荷受到电场的作用力仅由其所处的电场决定，与其他地方的电场无关；（3）电场和磁场与实物一样，具有动量和能量，服从一定的运动规律，可以脱离电荷和电流单独存在，是物质的一种形式。第33页，共107页，星期日，2025年，2月5日图1.10英国伟大的物理学家法拉第（Faraday）场概念的提出者持近距作用观点的学者第34页，共107页，星期日，2025年，2月5日（3）静电场的概念定义带电体上的电荷分布如果是不随时间变化的静止电荷，那么其周围空间中的电场分布也是不随时间变化的电场，这种电场称为静电场。第35页，共107页，星期日，2025年，2月5日2、电场强度矢量E（1）试探点电荷为定量研究电场，引入试探