电场和磁场讲义.pptVIP

第六章 静电场 第七章 静电场中的导体和电介质 第八章 恒定电流的磁场 第九章 电磁感应 电磁场理论的基本概念;电磁学理论发展简史： 1、积累事实总结基本定律时期 1785年 库仑（法国）总结出库仑定律； 1819年 奥斯特(丹麦）发现了电流的磁效应； 1826年 安培（法国）发现了磁铁对电流的作用； 1831年 法拉第（英国）发现了电磁感应现象； 1834年 法拉第发现了电解现象。 （法拉第虽然提出了电场和磁场的概念，但缺乏一套完整的理论来指导实践）;2、总结系统理论时期 1865年 麦克斯韦（英国）在前人和自己发现的基础上，建立了一套系统且严密的电磁场理论：“麦克斯韦方程组”，它揭示了电磁场的内在联系，并指出光是一种电磁波。 3、电子论和近代物理的建立 1895年 洛仑兹（荷兰）建立了经典的电子论；解释了导体、电介质、磁介质中的现象。 二十世纪初建立了相对论和量子力学，构成了近代物理学。;§6－1 电荷 库仑定律;1. 掌握场强和电势概念及叠加原理，掌握场强和电势的积分关系，了解其微分关系，能计算简单问题的场强和电势； 2. 了解静电场高斯定理和环路定理，掌握用高斯定理计算场强的条件和方法。; 静电场：相对于观察者静止的电荷产生的电场。 本章讨论： 静电场的基本概念、静电场的性质 描述电场性质的物理量：电场强度矢量E和电势U。 电场性质的基本定理：高斯定理、场强环流定理。;一、对电荷的基本认识;二、真空中的库仑定律：点电荷的相互作用规律;扭秤实验 1785年 库仑 ;数学表述：;注意：;一、电场;电场的基本性质;定义： ;三、电场强度的计算;2. 点电荷系所产生的电场的电场强度;3. 电荷连续分布的带电体所产生的电场强度;由于矢量积分比较困难，所以，一般情况下，计算电场强度时，先将电场在几个方向上分解，用标量分别计算（积分），在合成：;104°;3. 空间任一点P的场强;%绘制电偶极子的电场 zuobiao=linspace(-3,3,40); [x,y]=meshgrid(zuobiao); Ex=(2.*(x.^2)-y.^2)./(x.^2+y.^2).^(5/2); Ey=3.*x.*y./(x.^2+y.^2).^(5/2); a=abs(Ex)1; b=abs(Ey)1; Ex1=Ex.*a.*b; Ey1=Ey.*a.*b; quiver(x,y,Ex1,Ey1,2),axis equal,title(电偶极子电场);例2、求均匀带电（电荷线密度为 ? ）直线外任一点的场强。 解：建立坐标系。过 P 点做带电直线的垂线为 x 轴，交点为 坐标原点，沿带电直线为 y 轴。 选积分元 dy ，有电荷;最后得 ;讨论：;4）当 L1a、L2= 0 ；或 L1= 0 、L2a 时;例3、求均匀带电圆环（电荷线密度为?）轴线上任一点的场强。 解：圆环上微元带的电荷;例4、求半径为R ，面电荷密度为? 的均匀带电圆盘轴线上任一点的场强。 解：取微元电荷;例5、半径为R的一段圆弧，圆心角为60°，一半均匀带正电，另一半均匀带负电，线电荷密度分别为±λ，求圆心处的电场强度。;例6、一段长为L的带电细杆，线电荷密度为λ，求细杆延长线上距杆a处电场的强度。;一、电场线 ： 形象地描述电场分布的一组假想曲线;二、电通量;;2) 通过包围一个点电荷的任意闭合曲面的电通量;q1;1 ) 球对称（球体，球面）； 特征：距球心相同 r 处，E 值相等，方向沿径向。 2 ) 柱对称（无限长柱体，柱面）； 特征：在任意同轴柱面上各点，E 值相等，方向沿径向。 3 ) 面对称（无限大平板，平面）。 特征：在与平面等距离处各点，E 值相等，方向与平面垂直。 ;例1、求均匀带电球体内外的电场（半径为R，电荷体密度? ，带电量为Q ）。 解：对称性分析：球内一点P1，以oP1为半径的球内电荷在P1点的电场沿oP1向外，op1 球外在P1 点电场互相抵消。场强沿半径向外。 高斯面：过P1 以 op1 为半径的球。 高斯定理等式左侧：;在球内 在球外;例2、无限大均匀带电平面产生的场强。 解：由对称性分析知：E 的方向垂直板面向外；距板同远处E 大小相同。 取如图圆柱体为高斯面，有;例3、求无限长均匀带电圆柱（半径为 R ）内、外的电场分布 解：先求柱面内电场，在柱面内找一点 p 1. 对称性分析：圆柱内任一点的场强沿