大学物理学：9-1静电场-1静电力和电场强度.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电 磁 学,电磁运动是物质的又一种基本运动形式电磁相互作用是自然界已知的四种基本相互作用之一。,1,物质 物质,恒定的电场恒定的磁场,静电场,在相对于场源,静止,的参考系中观察,在,相对于场源匀速,运动,的参考系中观察,在相对于场源变速,运动,的参考系中观察,变化的电磁场,电磁场,场,场,场,是物质的一种基本存在形式,2,电场和磁场的有无和大小是取决于用来进行观察的参考系的，当从一个参考系变换到另一个参考系时，电场和磁场是可以相互转化的。,电场和磁场实际上是一个统一体的两个侧面，这个统一体就是电磁场。,电磁场是与参考系无关的客体，具有绝对性，而电场和磁场则是这个客体与参考系有关的两个侧面，具有相对性。,3,本章主要内容：,一 两条基本实验定律：库仑定律,静电力叠加原理,三 两条基本定理：静电场的高斯定理和环路定理,第九章 静电场,四,静电场与 的相互作用,五 电容 静电场的能量,二 两个基本物理量：电场强度 电势,带电粒子,导体,电介质,揭示静电场基本性质,(,有源场、保守场,),。,4,知识结构框图,静 电 场,Electrostatic field,电荷相互作用,库仑定律,静电场,电场强度,电通量,高斯定理,环路定理,电势,静电场的基本性质,与带电粒子的相互作用,导体的静电平衡,电位移矢量 介质中高斯定理,电介质极化,电场能,静电力叠加原理,电容,力,功,5,电荷和质量一样是基本粒子的固有属性,一 电荷,二 电荷的量子化,三,电荷,守恒定律,四 电荷相对论不变性,一个电荷的电量与它的运动状态无关。,一切基本粒子都是某个基本电荷单元构成的。,在一个与外界没有电荷交换的系统（孤立系统）内，不管系统中的电荷如何迁移，任意时刻系统内电荷的代数和保持不变。电荷守恒定律是自然界的基本定律之一，无论在宏观还是微观都是成立的。,电荷是使物质间发生电相互作用的一种属性,电荷的基本性质,自然界中带电体的电量是基本电荷单元,e,的整数倍。,6,x,0,y,z,r,1,r,2,r,12,r,21,+q,1,+q,2,F,21,F,12,是,静止点电荷相互作用的基本实验规律,一,库仑定律,真空中,两个静止 之间的相互作用力,0,:,真空电容率或真空介电常量,库仑定律与电力叠加原理,点电荷,7,静电力的特征：,1.,就质子与电子的相互作用力来说,静电力比万有引力要强约,10,39,倍,.,2.,电磁作用是长程力,.,3.,电荷间的相互作用力有吸引和排斥两种形式,因此电磁力可予以屏蔽,.,8,原则上可以解决静电学的全部问题,库仑定律,+,力的叠加原理,力的叠加原理,x,0,y,z,r,1,+,q,1,-,q,2,+,q,3,Q,F,1,F,2,r,2,F,二,电力的叠加原理,9,1.,电场的基本性质,(,electric field,),2.,静电场,描述场中各点电场大小,方向的物理量,电场强度,q,0,F,对放其内的任何电荷都有作用力,.,电场力对移动电荷作,功,.,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,电场的物质属性,.,带电体,一 电场,电场和电场强度,10,检验电荷,q,0,在电场中受力,F,.,q,02,F,1,q,01,(-),F,2,q,1,0,q,2,R,时,解：,设圆环带电量为,q,半径为,R.,应熟记上述结果,d,q,=,d,l,R,p,x,x,r,0,当,q,在,环上分布不均匀时,不变,不一定为零,对于,x,轴之外的点处场复杂，同学可以编程模拟分析,24,p,x,x,r,R,d,0,例,:,均匀带电圆盘轴线上一点的场强,.,设圆盘带电量为,q,解：,由上题结果,请思考,均匀带电球体外,一点的场强如何求解？,1.,x,R,2,.x,R,半径为,R.,，,25,两个无限大平面平行放置，,带电量都是,，,如图。则在,、,、,三个区域的电场强度大小分别是：,A.,0,，,0,，,0,B.,C.,D.,E.,F.,G.,26,两个无限大平面平行放置，分别,带等量异号电荷,，,如图。则在,、,、,三个区域的电场强度大小分别：,A.,0,，,0,，,0,B.,C.,D.,E.,F.,G.,-,27,作业：,书,P192 9.1,9.4,9.7,9.8,习题书：,P47(,三,)1,5,7,28,