《稳恒电流场与静电场》课件.ppt

《稳恒电流场与静电场》

课程简介：电磁学的核心概念电磁学的基石本课程聚焦于电磁学的两大核心概念：静电场与稳恒电流场。理解它们是掌握更高级电磁学知识的基础。我们将从基本定义出发，逐步深入到应用层面，确保您对这两个领域有透彻的理解。应用广泛静电场与稳恒电流场的知识在现代科技中应用广泛，例如电子设备、电力系统、通信技术等。掌握这些知识将有助于您更好地理解和应用相关技术，并为未来的学习和工作打下坚实基础。理论与实践结合

静电场：基本概念回顾1电荷与电场静电场是由静止的电荷产生的电场。电荷是物质的基本属性，分为正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。电场是电荷周围存在的特殊物质，能够对其他电荷产生力的作用。2电场强度与电势电场强度是描述电场强弱的物理量，定义为单位正电荷在电场中所受的电场力。电势是描述电场能量性质的物理量，定义为单位正电荷在电场中某点的电势能。电场强度和电势是描述静电场的两个重要物理量。电容与电介质

电荷与电荷守恒定律电荷的种类电荷是物质的一种基本属性，分为正电荷和负电荷。带正电的物体称为带正电体，带负电的物体称为带负电体。电荷的多少称为电量，用符号Q表示，单位是库仑(C)。电荷守恒定律电荷守恒定律是指在任何物理过程中，一个孤立系统内的总电荷量保持不变。这意味着电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。电荷的量子化自然界中存在的电荷都是基本电荷e的整数倍，这个现象称为电荷的量子化。基本电荷e的大小约为1.602×10^-19C，是自然界中最小的自由电荷。质子带一个正的基本电荷，电子带一个负的基本电荷。

库仑定律：电荷间的作用力库仑定律的内容库仑定律描述了真空中静止的点电荷之间的相互作用力。两个点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。作用力的方向沿它们的连线，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。库仑定律的公式库仑定律可以用公式表示为：F=k*(q1*q2)/r^2，其中F是电荷间的作用力，q1和q2是两个点电荷的电荷量，r是它们之间的距离，k是库仑常数，其数值约为8.98755×10^9N·m^2/C^2。库仑定律的应用库仑定律是静电学的基础，可以用来计算静止电荷之间的作用力。在实际应用中，库仑定律可以用来分析电场、电势等问题，也可以用来设计和制造电子器件，如电容器、静电除尘器等。

电场强度：电场的基本物理量电场强度的定义电场强度是描述电场强弱的物理量，定义为放入电场中某一点的试探电荷所受的电场力与该试探电荷的电荷量之比。电场强度是一个矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。1电场强度的单位电场强度的单位是牛顿/库仑(N/C)或伏特/米(V/m)。在数值上，电场强度等于单位正电荷在电场中所受的电场力的大小。电场强度的大小反映了电场的强弱程度。2点电荷的电场强度点电荷产生的电场强度与距离成反比的平方。距离点电荷越远，电场强度越弱。多个点电荷产生的电场强度是各个点电荷单独产生的电场强度的矢量和，这称为电场的叠加原理。3

电场线的性质与绘制起始于正电荷电场线起始于正电荷，终止于负电荷。如果只有正电荷，电场线将延伸至无穷远；如果只有负电荷，电场线将从无穷远处延伸至负电荷。密度表示场强电场线的密度表示电场强度的大小。电场线越密的地方，电场强度越大；电场线越稀疏的地方，电场强度越小。通过电场线的密度，可以直观地了解电场的强弱分布。互不相交在同一电场中，电场线互不相交。因为电场线表示的是电场力的方向，如果电场线相交，则表示该点的电场力方向不确定，这与实际情况不符。电场线是描述电场的有力工具。

电势与电势差：能量视角下的电场1电势的定义电势是描述电场中某一点能量性质的物理量，定义为单位正电荷在该点的电势能。电势是一个标量，其大小与零电势点的选取有关。通常选择无穷远处或大地的电势为零电势。2电势的单位电势的单位是伏特(V)。在数值上，电势等于单位正电荷在该点的电势能的大小。电势的高低反映了电场中该点能量的大小，正电荷在高电势处具有较高的电势能。3电势差的定义电势差是指电场中两点之间的电势之差。电势差与电场力做功有关。电场力对正电荷做正功，电荷从高电势点运动到低电势点；电场力对正电荷做负功，电荷从低电势点运动到高电势点。

电势能：电荷在电场中的能量电势能的定义电势能是电荷在电场中具有的能量。电势能的大小与电荷的电荷量、电荷所在位置的电势有关。正电荷在电势高的地方电势能高，负电荷在电势低的地方电势能高。电势能的变化当电荷在电场中移动时，电场力会做功，电荷的电势能会发生变化。如果电场力做正功，电荷的电势能减小；如果电场力做负功，电荷的电势能增加。电势能的变化量等于电场力所做的功的负值。电势能的应用电势能的概念