大學(xué)物理靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒電場(chǎng)(已修改)
2025-01-25 19:18 本頁面
【正文】 電 磁 學(xué) 第 11章 電磁感應(yīng) 第 9章 靜電場(chǎng) 第 12章 電磁場(chǎng)和電磁波 第 10章 穩(wěn)恒磁場(chǎng) 第 9章 靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒電場(chǎng) 167。 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度 167。 電通量 高斯定理 167。 電場(chǎng)力的功 電勢(shì) 167。 場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系 167。 電場(chǎng)的能量 167。 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 167。 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì) 167。 電容 電容器 1. 正負(fù)性 2. 量子性 C10)(e 19????enQ ?3. 守恒性 在一個(gè)孤立系統(tǒng)中總電荷量是不變的。即在任何時(shí)刻系統(tǒng)中的正電荷與負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。 4. 相對(duì)論不變性 電荷的電量與它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。 電荷守恒定律 167。 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度 在 真空 中， 兩個(gè) 靜止點(diǎn)電荷 之間的相互作用力大小，與它們的 電量的乘積成正比 ，與它們之間 距離的平方成反比 ；作用力的方向沿著它們的聯(lián)線，同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸。 當(dāng)帶電體的大小、形狀與帶電體間的距離相比可以忽略時(shí)，就可把帶電體視為一個(gè)帶電的幾何點(diǎn)。 1. 點(diǎn)電荷 2. 庫侖定律 1221 21221? rqqF k er?21r21re21F?12F1q2q2 1 1 2FF?? 3. 關(guān)于 k 的取值 一般情況下根據(jù)單位制來處理 k的取值問題： 庫侖定律中的 k有兩種取法 第一種 國際單位制中 第二種 高斯制中 令 K = 1 庫侖定律的形式簡(jiǎn)單 1221221rqqFer?4. SI中庫侖定律的常用形式 令 014k ???12 2 2 10 8. 85 10 C m N? ? ? ???真空中的介電常數(shù)或真空電容率 122120 2 1?4 rqqFer???(1) 庫侖定律適用于真空中的點(diǎn)電荷； (2) 庫侖力滿足牛頓第三定律； FF?? 萬電(3) 一般 9 2 29 10 m N / ck ??1q2q1F?q21r02r2F?F? 作用于某電荷上的總靜電力等于其他點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)作用于該電荷的靜電力的矢量和。 電荷連續(xù)分布的帶電體： 1NiiFF?? ? 0204iii iqq rr??? ?020d4 ?Qqq rr?? ?dFF? ?5. 靜電力的疊加原理 一、電場(chǎng) 二、電場(chǎng)強(qiáng)度 三、電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度 后來 : 法拉第提出 近距 作用 并提出 力線 和 場(chǎng) 的概念 一、電場(chǎng) (electric field) 電荷周圍存在電場(chǎng) 電場(chǎng)的宏觀表現(xiàn)： ? 對(duì)放其內(nèi)的任何電荷都有作用力 ? 電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷作功 （電場(chǎng)強(qiáng)度） （電勢(shì)） 早期：電磁理論是 超距 作用理論 電荷 電荷 電場(chǎng) 二、電場(chǎng)強(qiáng)度 電量為 Q的帶電體在空間產(chǎn)生電場(chǎng)。 Q電場(chǎng)強(qiáng)度： 描述場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng) 強(qiáng)弱 的物理量 qPFP點(diǎn)：試驗(yàn)電荷 試驗(yàn)電荷受力為 F帶電量足夠小 點(diǎn)電荷 ?FEq?試驗(yàn)表明：確定點(diǎn) 比值 /Fq 與試驗(yàn)電荷無關(guān) 為什么試驗(yàn)電荷必須電量充分地小？ 線度足夠地小？ = 1F? 2F?2q1q討論 ? ? ? ?,E E r E x y z??1) 2) 矢量場(chǎng) 3) SI中 單位 4) 點(diǎn)電荷在外場(chǎng)中受的電場(chǎng)力 F qE?1NC?或 1Vm?一般帶電體在外場(chǎng)中受力 ( ) ( )qqF d F E d q????電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于單位電荷在該點(diǎn)受力的大小，其方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)受力的方向。 定義： 場(chǎng)強(qiáng)疊加原理 1. 點(diǎn)電荷 Q的場(chǎng)強(qiáng)公式 q0qr0201 ?4 rqqFer?? ? 2001 ?4 rFqEeqr??? ??reF1) 球?qū)ΨQ 2)場(chǎng)強(qiáng)方向：正 試驗(yàn) 電荷受力方向 2. 場(chǎng)強(qiáng)疊加原理 0/E F q? ? ?0011//i n i niiiiF q F q????????1）點(diǎn)電荷系 iq1iniiFF??? ?0qir由電力疊 加原理 任意帶電體的場(chǎng)強(qiáng) iiEE? ?iq0qir21 0?4inirii iqEer????? ? 點(diǎn)電荷系在某點(diǎn) P 產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)在該 點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和 。 這稱為 電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理 。 2）帶電體電荷連續(xù)分布 (如圖 ) 把帶電體看做是由許多個(gè)電荷元組成 qdr?dEP ? ? ? ? 20 ?4 π rqE d E er?????d?qd? : 線密度 ? : 面密度 dl?dS?dV?? : 體密度 線分布 面分布 體分布 Q 求電偶極子在延長線上和中垂線上一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。 q? q?l解 ?E? ?E?ilxqE ?? 20 )2(4 ???? ?例 1 O x P ilxqE ??20 )2(4 ????? ??? ?? EEE??? ilx xlq ?2220 )4(42????? lqp?? ?2220 )4(42lxpx??? ??令： 電偶極矩 q? q?lP r ?E??E?E??)4(4 220 lrqEE???? ?? ?在中垂線上 ?c o s2 ?? EE 304 rPE??????a P x y O 它在空間一點(diǎn) P產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度（ P點(diǎn)到桿的垂直距離為 a) 解 dq xq dd ?? 20d41drxE ????r ? ?s indd EE y ??c o sdd EE x ?由圖上的幾何關(guān)系 ?2 ?1 θaθax c o t)2t a n ( ?????θθax dc s cd 2? ?22222 c s caxar ???E?dxEdyEd例 2 長為 L的均勻帶電直桿，電荷線密度為 ? 求 ???? ds i n4d0 aE y ?????? dc o s4d0 aE x ???? yy EE d?? xx EE d(1) a L 桿可以看成點(diǎn)電荷 0?xE204yqEa???)
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