求电场强静电场大学物理.pptx

大学物理大学物理A1总复习总复习物理科学与技术学院物理科学与技术学院第四章第四章 刚体的转动刚体的转动定轴转动刚体运动的描述定轴转动刚体运动的描述整个刚体整个刚体刚体上某点刚体上某点第四章第四章 刚体的转动刚体的转动对定轴的力矩对定轴的力矩对定轴的转动定理对定轴的转动定理圆盘（转动轴沿几何轴）的转动惯量圆盘（转动轴沿几何轴）的转动惯量杆（转动轴为过一侧顶点的轴）的转动杆（转动轴为过一侧顶点的轴）的转动惯量惯量杆（转动轴为过中心的轴）的转动惯量杆（转动轴为过中心的轴）的转动惯量第四章第四章 刚体的转动刚体的转动质点的角动量质点的角动量质点的角动量定理质点的角动量定理质点角动量守恒条件质点角动量守恒条件第四章第四章 刚体的转动刚体的转动刚体对定轴的角动量刚体对定轴的角动量刚体对定轴刚体对定轴的角动量定理的角动量定理刚体对定轴的刚体对定轴的角动量守恒条件角动量守恒条件以书中以书中P121的茹可夫斯基转椅为例说明的茹可夫斯基转椅为例说明第四章第四章 刚体的转动刚体的转动力矩做功力矩做功刚体绕定轴转动刚体绕定轴转动的转动动能的转动动能刚体绕定轴转动的动能定理刚体绕定轴转动的动能定理例题可讲例题可讲4.21和和4.31.两个物理量两个物理量两个基本方程两个基本方程高斯定理：高斯定理：静电场环路定理：静电场环路定理：静电场（包括导体和电介质）静电场（包括导体和电介质）静电场是静电场是有源场有源场静电场是静电场是保守场保守场(1)利用点电荷的场强公式和场强叠加原理，通过利用点电荷的场强公式和场强叠加原理，通过矢量积分求场强。矢量积分求场强。(2)在电荷分布有某些对称性的条件下，可通过高斯在电荷分布有某些对称性的条件下，可通过高斯定理求场强。定理求场强。求电场强度求电场强度静电场（包括导体和电介质）静电场（包括导体和电介质）高斯定理中通量和电场强度与电荷之间的关系高斯定理中通量和电场强度与电荷之间的关系(3)电场中任意点的电场强度等于该点处电势梯度的负值电场中任意点的电场强度等于该点处电势梯度的负值.9常见的电量分布的对称性：常见的电量分布的对称性：球对称球对称柱对称柱对称面对称面对称均均匀匀带带电电的的球体球体无无限限长长无无限限大大点电荷点电荷球面球面带电线带电线柱面柱面柱体柱体平板平板平面平面静电场（包括导体和电介质）静电场（包括导体和电介质）高斯面高斯面通量通量同心球面同心球面轴垂直于平轴垂直于平面的柱面面的柱面同轴柱面同轴柱面求电势求电势(1)电势叠加法：当电荷分布已知时电势叠加法：当电荷分布已知时(2)场强积分法：当场强积分法：当 易于由高斯定理求出易于由高斯定理求出点电荷系：点电荷系：连续带电体：连续带电体：静电场（包括导体和电介质）静电场（包括导体和电介质）电势零点在无穷远电势零点在无穷远 或电势：导体是等势体或电势：导体是等势体 表面是等势面表面是等势面 场强：场强：E内内=0 E表面表面 表面表面1.导体的静电平衡条件导体的静电平衡条件2.静电平衡时导体上的电荷分布静电平衡时导体上的电荷分布静电场（包括导体和电介质）静电场（包括导体和电介质）电荷仅在表面，导体内部无电荷电荷仅在表面，导体内部无电荷电容器的能量电容器的能量电容器的贮能公式电容器的贮能公式 电场能量密度：电场能量密度：电场能量：电场能量：静电场（包括导体和电介质）静电场（包括导体和电介质）柱对称带电体的电场能量的体积微元柱对称带电体的电场能量的体积微元球对称带电体的电场能量的体积微元球对称带电体的电场能量的体积微元毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律磁场叠加原理磁场叠加原理磁场磁场安培环路定理安培环路定理磁通量磁通量高斯定理高斯定理稳恒磁场是稳恒磁场是非保守场非保守场稳恒磁场稳恒磁场是无源场是无源场磁场磁场安培环路定理安培环路定理长直螺长直螺线管线管载流长载流长直导线直导线螺绕环螺绕环环流环流环路环路矩形环路矩形环路圆心在导线圆心在导线上的圆环上的圆环同心圆环同心圆环电场力电场力磁场力（洛伦兹力）磁场力（洛伦兹力）运动电荷在电场运动电荷在电场和磁场中受的力和磁场中受的力+霍尔效应：会判断霍尔电压霍尔效应：会判断霍尔电压带电粒子在电场和磁场中受力带电粒子在电场和磁场中受力16 有限长导线的有限长导线的安培力安培力载流导线在磁场中受力载流导线在磁场中受力 电流微元的电流微元的安培力安培力 注意：注意：对于矢量求积分一般方法是按分量积分。对于矢量求积分一般方法是按分量积分。以以7-8节节PPT中的例中的例2为例讨论。为例讨论。17载流导线在磁场中受力载流导线在磁场中受力有介质时的磁场有介质时的磁场顺磁质中磁感强度大于外场磁感强度顺磁质中磁感强度大于外场磁感强度抗磁质中磁感强度小于外场磁感强度抗磁质中磁感强度小于外场磁感强度电磁感应电磁感应感应电动势感应电动势动动生生电电动动势势感生电动势感生电动势 单位正电荷绕闭合回路运动一周，非单位正电荷绕闭合回路运动一周，非静电力所做的功静电力所做的功.电动势：电动势：19电磁感应电磁感应动生电动势的例题动生电动势的例题稳恒电流，线圈匀速运稳恒电流，线圈匀速运动，求感应电流。动，求感应电流。稳恒电流，平行于导线的长稳恒电流，平行于导线的长直导轨，它们均竖直放置，直导轨，它们均竖直放置，金属棒垂直于导轨放置，由金属棒垂直于导轨放置，由静止下落，求动生电动势和静止下落，求动生电动势和电流。电流。感生电场与静电场的对比感生电场与静电场的对比感生电场感生电场静电场静电场非保守场非保守场保守场保守场由变化的磁场由变化的磁场产生产生由电荷产生由电荷产生电场线闭合电场线闭合电场线不闭合电场线不闭合20磁场能量磁场能量自感线圈磁能自感线圈磁能磁场能量密度磁场能量密度柱对称载流体的磁场能量的体积微元柱对称载流体的磁场能量的体积微元自感的定义和性质自感的定义和性质无铁磁质时无铁磁质时,自感仅与线圈形状、磁介质及自感仅与线圈形状、磁介质及 N 有关。有关。IcId带电粒子宏观定向移动形成带电粒子宏观定向移动形成真空中是纯粹的变化的电场真空中是纯粹的变化的电场只能在导体中流动只能在导体中流动依赖于依赖于 只要有变化只要有变化的电场就有的电场就有Id传导电流与位移电流的比较传导电流与位移电流的比较产生焦耳热产生焦耳热能激发磁场能激发磁场能激发磁场能激发磁场不产生焦耳热不产生焦耳热