5.1-3静电场.ppt

第五章 静止电荷的电场 ? 理想模型 点电荷 电偶极子 无限长带电线 无限大带电面 讨论 ?叠加原理 1. 电场 电场强度 5.2 静电场和电场强度 一 电场线 （电场的图示法） 2. 电场线 电场强度通量 点电荷的电场线 5.2 静电场和电场强度 2. 电场线 电场强度通量 5.2 静电场和电场强度 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. 规 定 2. 电场线 电场强度通量 5.2 静电场和电场强度 2. 电场线 电场强度通量 5.2 静电场和电场强度 带电平行板电容器的电场线 + + + + + + + + + + + + 电场线特性 1） 始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远). 2） 电场线不相交. 3） 静电场电场线不闭合. 2. 电场线 电场强度通量 5.2 静电场和电场强度 二 电场强度通量 通过电场中某一个面的电场线数叫做通过这个面的电场强度通量. 均匀电场 ， 垂直平面 均匀电场 ， 与平面夹角 2. 电场线 电场强度通量 5.2 静电场和电场强度 非均匀电场强度电通量 为封闭曲面 闭合曲面的电场强度通量 2. 电场线 电场强度通量 5.2 静电场和电场强度 解： 例:如图所示 一个三棱柱体放置在电场强度 的匀强电场中.求通过此三棱柱体的电场强度通量 . 2. 电场线 电场强度通量 5.2 静电场和电场强度 一 高斯定理 在真空中,通过任一闭合曲面的电场强度通量,等于该曲面所包围的所有电荷的代数和除以 . （与面外电荷无关，闭合曲面称为高斯面） 思考：1）高斯面上的 与那些电荷有关 ？ 2）哪些电荷对闭合曲面 的 有贡献 ？ 5.3 静电场的高斯定理 1. 高斯定理 Karl Friedrich Gauss German mathematician and astronomer (1777–1855) + 点电荷位于球面中心 高斯定理的导出 高斯 定理 库仑定律 电场强度叠加原理 5.3 静电场的高斯定理 1. 高斯定理 + 点电荷在任意封闭曲面内 其中立体角 5.3 静电场的高斯定理 1. 高斯定理 * * （Electrostatic Field） Ancient history… ? 500 B.C. – Ancient Greece ? Amber ( “electron”) attracts light objects ? Iron rich rocks from (Magnesia) attract iron ? 1730 -C. F. du Fay: Two flavors of charges ? Positive and negative ? 1766-1786 – Priestley/Cavendish/Coulomb ? EM interactions follow an inverse square law: ? Actual precision better than 2/109! ? 1800 – Volta ? Invention of the electric battery N.B.: Till now Electricity and Magnetism are disconnected! ?1820 – Oersted and Ampere ? Established first connection between electricity and magnetism ? 1831 – Faraday ? Discovery of magnetic induction ? 1873 – Maxwell: Maxwell’s equations ? The birth of modern Electro-Magnetism ? 1887 – Hertz ? Established connection between EM and radiation ? 1905 – Einstein ? Special relativity makes connection between Ele