電磁學(xué)緒論電場(chǎng)疊加原理

1、關(guān)于電磁學(xué)緒論電場(chǎng)疊加原理第一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、電磁學(xué)概述物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)是物質(zhì)的基本組成形式；電磁場(chǎng)是物質(zhì)世界的重要組成部分；電磁作用是物質(zhì)的基本相互作用；電場(chǎng)、磁場(chǎng)的產(chǎn)生及其規(guī)律，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的電磁場(chǎng)對(duì)電荷、電流的作用，電磁場(chǎng)對(duì)物質(zhì)的電磁波的產(chǎn)生與傳播。 研究：電磁運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象及其規(guī)律 電磁學(xué)的重要性 4. 電磁學(xué)規(guī)律具有廣泛的應(yīng)用。相互聯(lián)系；各種效應(yīng)；第二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 公元前6世紀(jì)，希臘 Thales 觀察到用布摩擦過的琥珀能吸引輕微物體； 公元前43世紀(jì)，韓非子中有關(guān)司南，呂氏春秋中關(guān)于“慈石召鐵”的記載； 1600年，William Gil

2、bert 論磁石對(duì)電、磁現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)和研究；二、電磁學(xué)的建立 人們對(duì)電和磁的認(rèn)識(shí)經(jīng)過了一個(gè)從經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)，從實(shí)驗(yàn)到理論，從分裂到統(tǒng)一，從定性到定量的過程。 1745年，荷蘭萊頓大學(xué)教授馬森布羅克制成了萊頓瓶，可以將電荷儲(chǔ)存起來，供電學(xué)實(shí)驗(yàn)使用，為電學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。第三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月萊頓瓶: 一種舊式的電容器。因最先在荷蘭的萊頓試用，故稱萊頓瓶。其構(gòu)造是在玻璃瓶?jī)?nèi)外各貼有金屬箔做為極板，另有一金屬棒從瓶塞插入，上端附一金屬球，下端附金屬鏈與內(nèi)層金屬箔接觸，用以使之帶電或放電。第四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、電磁學(xué)的建立 1785年，Coulomb用扭秤實(shí)

3、驗(yàn)得到電力的平方反比定律，使電磁學(xué)進(jìn)入定量研究階段； 1780年，Galvani 發(fā)現(xiàn)動(dòng)物電，1800年，Volta發(fā)明電堆，導(dǎo)致1820年Oersted發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，打破了電學(xué)、磁學(xué)彼此隔絕的情況； 1821年，Ampere在 Oersted實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出“分子電流”假說，指出磁的本質(zhì)是電； 1831年，F(xiàn)araday發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，提出“場(chǎng)”和“力線”的概念，進(jìn)一步證實(shí)了電、磁的統(tǒng)一性； 1873年，Maxwell總結(jié)前人的研究，建立了一組電磁場(chǎng)方程，從而建立了完整的經(jīng)典電磁理論。第五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、電磁學(xué)的應(yīng)用 1866年，德國的西門子發(fā)明了使用電磁鐵

4、的發(fā) 1876年，美國貝爾發(fā)明了電話，實(shí)現(xiàn)了電聲通信； 1879年，美國發(fā)明家愛迪生發(fā)明了電燈，使電 1887年，德國的物理學(xué)家赫茲首次用人工的方法 隨之，俄國的波波夫和意大利的馬可尼，利用電磁電機(jī)，為電力工業(yè)開辟了道路；進(jìn)入了人們的日常生活；產(chǎn)生了電磁波；波通信獲得成功，開創(chuàng)了人類無線通信的新時(shí)代。第六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月信號(hào)控制信息傳遞第七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月Giant Magneto resistance (GMR)2007 Nobel Prize in Physics信息存儲(chǔ)第八張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月Magnetic Reson

5、ance Imaging (MRI)第九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月新概念武器電磁軌道炮飛行中的電磁軌道炮彈丸 即將命中目標(biāo) 命中目標(biāo)瞬間第十張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月Electrostatics81第5章靜電學(xué)第十一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 教學(xué)目標(biāo)1. 電荷的基本屬性3. 電場(chǎng)強(qiáng)度4. 利用電場(chǎng)疊加原理計(jì)算 電場(chǎng)的分布2. 庫侖定律第十二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 研究相對(duì)于觀察者靜止的電荷間相互作用的規(guī)律。靜電學(xué)（Electrostatics） 摩擦起電 感應(yīng)帶電 傳導(dǎo)帶電讓物體帶電的方式：第十三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年

6、6月風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)捕獲雷電本杰明.富蘭克林（B. Franklin）（1706.1.171790.4.17 ） “從蒼天那里取得了雷電，從暴君那里取得了民權(quán)” 拉爾格法第十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月正電(玻璃電)與負(fù)電(樹脂電)孤立系統(tǒng)中正、負(fù)電荷電量的代數(shù)和保持不變。2. 量子性: 3. 電荷守恒定律： 電子電荷(元電荷)基本粒子的電量4. 具有相對(duì)論不變性1. 正、負(fù)電荷: 一個(gè)電荷的電量與它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，即系統(tǒng)一. 電荷 (charge)所帶電荷與參考系的選取無關(guān)。宏觀帶電體電荷近似連續(xù)分布。第十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月electronNucleonprot

7、onneutron物體帶電的根源原子的電結(jié)構(gòu) 導(dǎo)體： 電荷能迅速自由轉(zhuǎn)移的物體 絕緣體：電荷只能停留在產(chǎn)生的地方的物體 半導(dǎo)體：介于兩者之間的物體第十六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月二. 庫侖定律（Coulombs Law） 在真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力與它們點(diǎn)電荷的電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。 第十七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 適用于:原子核尺度 地球物理尺度 精度：1769年 Robison SI制（MKSA單位制）二. 庫侖定律（Coulombs Law） 1971年 1772年 Cavendish 1785年 Coulomb第十八張，P

8、PT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月庫侖力與萬有引力數(shù)值之比為 電子與質(zhì)子之間靜電力（庫侖力）為吸引力 電子與質(zhì)子之間的萬有引力為例：在氫原子中，電子與質(zhì)子的距離為5.310-11，試求靜電力及萬有引力，并比較這兩個(gè)力的數(shù)量關(guān)系。忽略！解：由于電子與質(zhì)子之間距離約為它們自身直徑的105倍，因而可將電子、質(zhì)子看成點(diǎn)電荷。第十九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式，具有能量、動(dòng)量、 質(zhì)量等屬性。電場(chǎng) 場(chǎng)與實(shí)物的區(qū)別在于其在空間的可疊加性。 “近距作用”與“超距作用”之爭(zhēng)； 從場(chǎng)的觀點(diǎn)去考查一切電磁作用，對(duì)整個(gè)電磁學(xué)乃至整個(gè)物理學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響！三、靜電場(chǎng)（Electro

9、static Field）電荷電荷第二十張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月靜電場(chǎng)：靜電荷激發(fā)的電場(chǎng)。（1）對(duì)引入其中的電荷有力的作用;（2）電荷在其中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力要對(duì)它作功; （3）使位于其中的導(dǎo)體或電介質(zhì)分別產(chǎn)生靜電感應(yīng)靜電場(chǎng)的主要表現(xiàn):現(xiàn)象和電極化現(xiàn)象.三. 靜電場(chǎng)（Electrostatic Field）第二十一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度單位： 四、電場(chǎng)強(qiáng)度（Electric Field Intensity）電場(chǎng)的疊加原理:2. 點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)強(qiáng)度第二十二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月（若以點(diǎn)電荷為電荷元）電荷線分布電荷面分布電荷體分

10、布四、電場(chǎng)強(qiáng)度（Electric Field Intensity）3. 連續(xù)分布的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)第二十三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷 和 ，相距為 ，若點(diǎn) 到這兩個(gè)電荷距離比 大得多時(shí)，這兩個(gè)電荷構(gòu)成的電荷系稱為電偶極子。通常將從 指向 的矢量 稱為電偶極子的軸， 稱為電偶極矩（電矩）。試計(jì)算：（1）電偶極子軸線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度； 例1 電偶極子的電場(chǎng)強(qiáng)度（2）電偶極子軸線的中垂線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。 第二十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月例2. 一均勻帶電直線長(zhǎng) ,帶電 ，線外一點(diǎn) 到直線垂直距離為 ， 點(diǎn)與直線兩端連線與直線夾角分別為 和 ，求 點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。無線長(zhǎng)均勻帶電直線：第二十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月 例3 正電荷 均勻分布在半徑為 的圓環(huán)上.計(jì)算在環(huán)的軸線上任一點(diǎn) 的電場(chǎng)強(qiáng)度.第二十六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月例4 均勻帶電薄圓盤軸線上的電場(chǎng)強(qiáng)度. 有一半徑為 ,電荷均勻分布的薄圓盤,其電荷面密度為 . 求通過盤心且垂直盤面的軸線上任意一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度.第二十七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于202