《电磁学精品课件》第一章 静电学的基本规律-电场强度.ppt

参 考 书 目 录 第1章 静电学的基本规律 第2章 静电场与导体 第6章 物质中的电场 第3章 稳恒电流 第4章 稳恒电流的磁场 第7章 物质中的磁场 第5章 随时间变化的电磁场 麦克斯韦方程 *第8章 交流电路（不讲） 电 磁 学 研究对象： 1、点电荷（P4）（理想化模型） 思考题 在一个带正点的大导体附近P点放置一个试探电荷q0(q00),实际上测得它的受力F；若考虑到电荷q0不足够小，则F/q0比P点的场强大还是小？若大导体带负电呢？ 再利用电偶极子必须满足 r l 的条件 得： （2）再求电偶极子的场强： 由一对等量异号点电荷的场出发： （公式推导过程见附录） * 特殊情况： 1）连线上，正电荷右侧一点 P 的场强 * 2）中垂线上的一点 * 或： 电偶极子轴线延长线上一点的电场强度 * 电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度 * 电荷线密度为 求：如图所示 点的电场强度 解：在坐标 x 处取一个电荷元dq 该点电荷在 p 点的场强方向如图所示 大小为 ? 各电荷元在 p 点的场强方向一致 ? 场强大小直接相加 例2 长为 均匀带电直线 例3 均匀带电直线长为L、线电荷密度为λ,求距此直线为x的一点P的场强. x P · L, λ o x · ?2 ?1 y ? dq r dy y 解：(1)建立如图所示坐标系， 将导线分解为无限多个电荷元，任取一个电荷元dq， (2)dq在P点产生的场强大小为dE 方向如图所示. ? dE dEy dEx x P · L, λ o x · ?2 ?1 y ? dq r dy y ? dE dEy dEx 在x轴、y轴上的投影分别为： 因为 所以 x P · L, λ o x · ?2 ?1 y ? dq r dy y ? dE dEy dEx (3)据叠加原理可得： * * * 1、电磁学（第二版） 梁灿彬 高等教育出版社 2、电磁学（第二版） 张三慧 清华大学出版社 3、 新概念物理教程?电磁学（第二版） 赵凯华,陈熙谋 高等教育出版社 4、《电磁学》同步学习指导（配赵凯华版） 史祥蓉 韩仙华 国防工业出版社 5、《电磁学》习题分析与解答（配梁灿彬版） 梁竹健 高等教育出版社 电场 磁场 主要是电磁现象及其规律 从实验出发，抽象出概念，总结出定律，在此基础上用严密的逻辑推理，证明定理，再将定律和定理用于实际。 研究方法： 第一章 静电学的基本规律 §1.1 物质的电结构 电荷守恒定律 §1.2 库仑定律 §1.3 电场和电场强度 §1.4 电势 §1.5 高斯定理 §1.6 静电场的基本方程式 §1.7 静电能 * 第一章 静电学的基本规律 学好第一章静电场是十分重要的，从原则上讲，良好的开始是成功的一半。具体地说，第一，它是入门，其内容是其他各章的基础；其次，在研究方法上，各章都相似，故可以以它为借鉴；第三，在数学方面，如将矢量、代数量以及积分运算等训练得较熟练，对以后各章节的学习将大有帮助。 一、 电荷 1.电荷(charge)及其种类 人们利用丝绸摩擦玻璃棒，结果发现经摩擦后的玻璃棒能吸引微小物体，我们就称玻璃棒带了电荷. 电荷有两种：正电荷和负电荷. 玻璃棒带的电荷是正电荷，丝绸带的电荷是负电荷（富兰克林）. 2.电荷的基本性质 (1)力的性质 ： 同性相斥，异性相吸 (2)量子性：电荷总是以一个基本单元的整数倍出现.（密立根油滴实验） Q=Ne 式中e 是元电荷，其大小为电子所带电量的绝对值. e ＝1.602×10－19C （4）电荷守恒定律(law of conservation of chage)：对于一个孤立系统，不论其内部进行什么过程，系统的总电量不变. 电荷守恒定律是自然界的一个普遍规律 （3）相对论不变性：不同惯性系中观察者对电荷进行测量所得到的量值都相同（电荷是一个相对性不变量）。 带电体本身的几何线度比它与其它带电体之间的距离小得多，在研究它与其它带电体的相互作用时，可把它当作一个几何点处理。 ----带电的点 注意：相对而言。 A、 有些带电体可看作点电荷。 B、一般带电体可看作由无数点电荷组成。 模型的实际意义： 点电荷的规律是最基本的。 二、库仑定律 表述： 相对于惯性系观测，自由空间(或真空) 中， 两个静止的点电荷