第三篇靜電場庫侖演示文稿

第三篇靜電場庫侖演示文稿當前第1頁\共有25頁\編于星期六\15點優(yōu)選第三篇靜電場庫侖當前第2頁\共有25頁\編于星期六\15點內(nèi)容：一.靜電場及基本性質(zhì)二.穩(wěn)恒電流的電場、磁場及基本性質(zhì)三.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律四.Maxwell電磁場方程組

電磁場的統(tǒng)一性物質(zhì)性相對性

電磁場量的相對論變換五.引力場思路：實驗規(guī)律場的性質(zhì)場與物質(zhì)的相互作用當前第3頁\共有25頁\編于星期六\15點

1.對電荷的基本認識

兩種電荷量子化(chargequantization)1906-1917年，密立根用液滴法首先從實驗上證明了，微小粒子帶電量的變化不連續(xù)。

第一章真空中的靜電場

Electrostaticfield§1庫侖定律一.電荷守恒定律當前第4頁\共有25頁\編于星期六\15點電荷守恒定律的表述：在一個和外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正負電荷的代數(shù)和在任何物理過程中保持不變。電荷守恒定律是物理學中普遍的基本定律電量是相對論不變量電荷守恒定律(lawofconservationofcharge)討論當前第5頁\共有25頁\編于星期六\15點二.庫侖定律(CoulombLaw)

1785年，庫侖通過扭稱實驗得到。1.表述在真空中，兩個靜止點電荷之間的相互作用力大小，與它們的電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比；作用力的方向沿著它們的聯(lián)線，同號電荷相斥，異號電荷相吸。當前第6頁\共有25頁\編于星期六\15點電荷2受電荷1的力從電荷1指向電荷2若表示電荷1受電荷2的力表達式仍為但從電荷2指向電荷1當前第7頁\共有25頁\編于星期六\15點2.K的取值一般情況下物理上處理K的方式有兩種：1)如果關(guān)系式中除K以外，其它物理量的單位已經(jīng)確定那么只能由實驗來確定K

值

K是具有量綱的量如萬有引力定律中的引力常量G就是有量綱的量

2)如果關(guān)系式中還有別的量尚未確定單位則令就K=1(如牛頓第二定律中的K)當前第8頁\共有25頁\編于星期六\15點第二種高斯制中電量的單位尚未確定

令

K=13.SI中庫侖定律的常用形式令有理化庫侖定律(兩種)第一種國際單位制中真空介電常量真空電容率當前第9頁\共有25頁\編于星期六\15點1)基本實驗規(guī)律宏觀微觀適用2)點電荷理想模型三.電力疊加原理施力受力?討論當前第10頁\共有25頁\編于星期六\15點§2電場電場強度早期：電磁理論是超距作用理論后來:法拉第提出近距作用并提出力線和場的概念一.電場(electricfield)

電荷周圍存在電場。1.電場的基本性質(zhì)對放其內(nèi)的任何電荷都有作用力電場力對移動電荷作功當前第11頁\共有25頁\編于星期六\15點2.靜電場

相對于觀察者靜止的電荷產(chǎn)生的電場是電磁場的一種特殊形式二.電場強度(electricfieldstrength)空間帶電體電量為描述場中各點電場的強弱的物理量是電場強度當前第12頁\共有25頁\編于星期六\15點試驗電荷條件電量充分地小線度足夠地小試驗電荷放到場點P處，試驗電荷受力為試驗表明：確定場點比值與試驗電荷無關(guān)電場強度定義當前第13頁\共有25頁\編于星期六\15點討論矢量場量綱國際單位制單位或點電荷在外場中受的電場力當前第14頁\共有25頁\編于星期六\15點三.電場強度的計算1.點電荷的場強公式根據(jù)庫侖定律和場強的定義球?qū)ΨQ由庫侖定律由場強定義討論從源電荷指向場點場強方向正電荷受力方向由上述兩式得當前第15頁\共有25頁\編于星期六\15點2.場強疊加原理任意帶電體的場強如果帶電體由n個點電荷組成，如圖由電力疊加原理由場強定義整理后得或根據(jù)電力疊加原理和場強定義當前第16頁\共有25頁\編于星期六\15點若帶電體可看作是電荷連續(xù)分布的，如圖示把帶電體看作是由許多個電荷元組成，然后利用場強疊加原理。P電荷密度體電荷密度面電荷密度線電荷密度當前第17頁\共有25頁\編于星期六\15點例1電偶極子的場首先看一對等量異號電荷相距一般方法點電荷場疊加當前第18頁\共有25頁\編于星期六\15點若從電荷連線的中點向場點P畫一位矢若>>則這一對等量異號電荷稱為電偶極子(electricdipole)電偶極矩(electricmoment)電偶極子當前第19頁\共有25頁\編于星期六\15點討論特殊情況連線上，正電荷右側(cè)一點P的場強垂直連線上的一點當前第20頁\共有25頁\編于星期六\15點的推導(dǎo)從出發(fā)由圖當前第21頁\共有25頁\編于星期六\15點當前第22頁\共有25頁\編于星期六\15點電荷線密度為求：如圖所示點的電場強度解：在坐標x處取一個電荷元dq該點電荷在p

點的場強方向如圖所示大小為各電荷元在p點的場強方向一致場強大小直接相加例2長