大学物理第13章 真空中的静电场01(库仑).pptVIP

叠加法求场强1、选取电荷元dq线元面元体元或利用已知结果线面2、给出dE及其方向3、写出的分量，由场源电荷分布的对称性分析分量叠加后的情况4、积分运算O电磁学发展史1600年，英国：吉尔伯特：制成第一个验电器，区分电、磁现象1747年，美国：富兰克林：证明“天电”即“地电”，将两种电区分为“正的（positive)”和“负的（negative)”，并指出电荷守恒定律。1785年，法国：库仑：设计了精巧的扭秤实验，测定了两个静止的点电荷之间的力与它们之间距离的平方成反比，与它们的电量乘积成正比。从而开辟了近代电磁理论研究的新纪元。1820年，丹麦：奥斯特：发现了电流的磁效应：当导线通过电流时，会使其近旁得磁针向与导线垂直得方向偏转。这是电磁学发展史上的又一里程碑。1831年，英国：法拉第：通过十年的求索，发现了电磁感应现象。法拉第的伟大发现是电磁学史上的一块丰碑，同年他发明了世界上第一个直流发电机，此后各类电力发电机不断问世，导致了一场新的能源革命，其影响一种延续至今。1865年，英国：麦克斯韦：经过后人整理，发表了以他的姓氏命名的电磁场方程组。从这一理论出发，他推论：变化的电场激发磁场，变化的磁场激发电场，由近及远形成电磁波；并导出电磁波在真空中传播的速度等于光速。于是他预言了电磁波的存在，并大胆提出光是电磁波的看法。1886年，德国：赫兹：证实了电磁波的存在，还测出其速度与光速相同，与光一样具有反射、折射、干涉、偏振等物理特性。赫兹的实验证实了麦克斯韦理论，并开创了无线电电子技术的新时代。一、对电荷的基本认识1、两种2、电荷量子性电量是带电体带电量的多少，用Q或q表示单位：库仑（C）§13.1电荷守恒定律库仑定律微观上表现出量子性，宏观上不显概念:点电荷第13章真空中的静电场?电荷守恒定律的表述：在一个和外界没有电荷交换的系统内，正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。?电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律3、电量是相对论不变量4、电荷守恒定律讨论二、库仑定律1785年，法国库仑通过扭称实验得到。1.库仑定律的表述在真空中，两个静止点电荷之间的相互作用力大小与它们的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。表示电荷2受电荷1的力若表示电荷1受电荷2的力从电荷1指向电荷2的单位矢量从电荷2指向电荷1的单位矢量与同向与反向SI(国际单位制)中库仑定律的常用形式令有理化库仑定律国际单位制中1)基本实验规律宏观、微观均适用2)点电荷理想模型真空介电常数(真空电容率)2.K的取值3.电力叠加原理：多个点电荷对一个点电荷的作用力等于各个点电荷分别单独存在时对该点电荷作用力的矢量和。§13.2电场强度场的叠加原理早期：电磁理论是超距作用理论后来:法拉第提出近距作用并提出力线和场的概念一、电场1.电场的基本性质?电场是一种物质，是客观存在，具有质量、能量?电场中的任何电荷都受电场力的作用电荷周围存在电场，电场对其中的电荷有力的作用电荷电场电荷2.静电场相对于观察者静止的电荷产生的电场是电磁场的一种特殊形式下面从两个方面研究静电场的性质二、电场强度空间带电体电量为电场强度是描述场中各点电场的强弱的物理量1）力的性质电场强度2）作功的性质电势试验电荷条件?电量充分地小?线度足够地小试验电荷放到场点P处，试验电荷受力为试验表明：确定场点比值与试验电荷无关电场强度定义??矢量场?位置函数单位或?点电荷在外场中受的电场力?只与场源电荷分布及电场所在空间属性有关三、场强叠加原理由电力叠加原理由场强定义根据电力叠加原理和场强定义四、静止的点电荷的电场及其叠加1.点电荷的场强公式根据库仑定律和场强的定义?球对称由库仑定律由场强定义讨论?从源电荷指向场点?场强方向：正电荷受力方向球对称性2.点电荷系的场强如果带电体由n个点电荷组成，如图由场强叠加原理3.电荷连续分布带电体如图示把带电体看作是由许多个电荷元组成P由场强叠加原理?体分布，体电荷密度?面分布，面电荷密度?线分布，线电荷密度电荷分布例1（P23例13.2）电偶极子中垂线上一点的场强若一对等量异号电荷相距电偶极矩当则这一对等量异号电荷称为电偶极子一般方法