真空中的靜電場(chǎng)ppt課件(已修改)
2025-01-29 08:20 本頁(yè)面
【正文】 一、 對(duì)電荷的基本認(rèn)識(shí) ? 兩種：正電荷，負(fù)電荷 ? 電荷量子化 charge quantization 電量是帶電體帶電量的多少 ， 用 Q 或 q 表示 單位：庫(kù)侖（ C） NeQ ?167。 電荷 微觀上表現(xiàn)出量子性，宏觀上不必考慮 Ce ???第 6章 真空中的靜電場(chǎng) ? 電荷守恒定律的文字表述： 在一個(gè)和外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正負(fù)電荷的代數(shù)和在任何物理過(guò)程中保持不變。 ? 電荷守恒定律是物理學(xué)中 普遍的 基本定律之一 ?電量是相對(duì)論不變量： 電量與帶電體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān) ? 電荷守恒定律 law of conservation of charge Q ci? ?167。 庫(kù)侖定律 ( Coulomb Law) 1785年，法國(guó)庫(kù)侖通過(guò)扭稱實(shí)驗(yàn)得到 。 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。 左圖 是受力電荷 1q上圖 是受力電荷 2qq1 q2221rqqKF ?大小rerqqKf ??221 ?矢量式rre?q1 q2rre?從施力電荷指向受力電荷的單位矢量 rerQqf ??204 ???真空的介電常數(shù):,4 1 1200???? ???K： 多個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力等于各個(gè)點(diǎn)電荷 分別單獨(dú)存在 時(shí)對(duì)該點(diǎn)電荷作用力的 矢量和 。 ?????????iin fffff?????210q1q1f?2q2f?3f?3q21 ff?? ?321 fff??? ??167。 電場(chǎng)強(qiáng)度 場(chǎng)的疊加原理 早期：電磁理論是 超距 作用理論 后來(lái) : 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) ? 電場(chǎng)是一種物質(zhì)，是客觀存在，具有質(zhì)量、能量 ? 電場(chǎng)中的任何電荷都受電場(chǎng)力的作用 電荷周圍存在電場(chǎng)，電場(chǎng) 對(duì)其中的電荷有力的作用 電荷 電場(chǎng) 電荷 相對(duì)于觀察者靜止的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng) 是電磁場(chǎng)的一種特殊形式 二 .電場(chǎng)強(qiáng)度 (electric field strength) 空間帶電體 電量為 Q Q電場(chǎng)強(qiáng)度是 描述場(chǎng)中空間各點(diǎn)電場(chǎng) 分布的物理量。用檢驗(yàn)電荷來(lái)定義。 檢驗(yàn)電荷 條件 ?電量充分地小 ?線度足夠地小 0q0qfE???QP?f試驗(yàn)電荷放到場(chǎng)點(diǎn) P處， 試驗(yàn)電荷受力為 ?f 試驗(yàn)表明： 比值 0qf?與試驗(yàn)電荷無(wú)關(guān) 電場(chǎng)強(qiáng)度定義 ? ? ? ?? ? ?E E r E x y z? ?? ? 矢量場(chǎng) ? 單位： N/C，或 V/m 位置函數(shù) ? 點(diǎn)電荷在外場(chǎng)中受的電場(chǎng)力 Eqf ?? ?? 只與場(chǎng)源電荷分布及電場(chǎng)所在空間屬性有關(guān) 三、場(chǎng)強(qiáng)疊加原理 ????niiiff1??由電力疊 加原理 qfE??? ?? ???? ??niiiniiiqfqf11??由場(chǎng)強(qiáng)定義 qf?????niiiE1?根據(jù)電力疊加原理和場(chǎng)強(qiáng)定義 167。 電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算 根據(jù)庫(kù)侖定律和場(chǎng)強(qiáng)的定義 qrerQqf ??204 ???qfE???rerQE ??204 ???? 球?qū)ΨQ Qre?由庫(kù)侖定律 由場(chǎng)強(qiáng)定義 ?r討論 ? re? 從源電荷指向場(chǎng)點(diǎn) ? 場(chǎng)強(qiáng)方向：正電荷受力方向 ??iiEE??如果帶電體由 n 個(gè)點(diǎn)電荷組成，如圖 由場(chǎng)強(qiáng)疊加原理 )( 41 20矢量和rinii ii erq ???????iqir? 如圖示 把帶電體看作是由許多個(gè)電荷元組成 dE?QP r?dqrerdqEd ??204 ??? 由場(chǎng)強(qiáng) 疊加原理 ? ?)( 矢量積分??QEdE??? ? ? ?rerdqEdE ????? ?? 204 ??? 體分布，體 電荷密度 ? 面分布，面 電荷密度 ? 線分布，線 電荷密度 帶電體 dvdq /??dsdq /??dldq /??dsdlzyx EdEdEdEd???? ?????????zzyyxxdEEdEEdEEQdVzyx EEEE???? ????q ?q?l即：等量異號(hào)相距很近的正負(fù)電荷對(duì)。 作為一個(gè)整體，用電偶極矩表示其電性 (electric moment)，簡(jiǎn)稱 電矩： Pr例 1 電偶極子中垂線上一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) 若 一對(duì)等量異號(hào)電荷 相距 ,l , 時(shí)當(dāng) lr ??則這一對(duì)等量異號(hào)電荷稱為 電偶極子 (electric dipole) lqp ?? ??? ?? EEE????????? ?? rrqrrq?4?4 2020 ????一般方法 :點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)疊加 ????? ????rlrqrqE 242c o s422020 ?????304 rpE??????因 lr ?q ?q?l?r??r?E??E?Pr??dq dx? ?204 rd
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