静电场的课件.ppt

§4 高斯定理 一.电力线：用一族空间曲线形象描述场强分布， 通常把这些曲线称为电场线或电力线 1.规定 方向：力线上每一点的切线方向； 大小：在电场中任一点，取一垂直于该点场强方向的面积元，使通过单位面积的电力线数目，等于该点场强的量值。即 b · a · 2.电力线的性质 1)电力线起始于正电荷(或无穷远处)， 终止于负电荷，不会在没有电荷处中断； 2)两条电场线不会相交； 3)电力线不会形成闭合曲线。 E 匀强电场 点电荷的电力线 + 二.电通量：藉助电力线认识电通量 1. E S Fe=ES 2. E 通过电场中任一面的电力线条数，用Fe表示 S a 定义： 面积矢量S a 3.通过非均匀电场中任意曲面的电通量怎么计算？ 把曲面分成许多个面积元，每一面元处视为匀强电场 ?通过闭合面的电通量 讨论 ? 可正可负，其正与负取决于面元的法线方向的选取 如前图 知 0 若如红箭头所示 则 0 S 对闭合面规定：面元正法向为闭合面外法向 S 0 0 电力线穿入 电力线穿出 三、静电场的高斯定理 S1 q · dS E 1.对S1面 S2 2.对S2面 S3 3.对S3面 仅一个点电荷q存在时 4.多个点电荷(1、2、…、n、…、N) · qN · · · · qn+1 S q1 、 q2、…、 qn在S内 qn +1、 qn+2、 … 、qN 在S外 * 内容： 一.静电场及基本性质 二.稳恒电流的磁场及基本性质 三.电磁感应现象及规律 四.Maxwell 方程组 思路：实验规律 一.对电荷的基本认识 第12章 真空中的静电场 §1 电荷 1.带电状态、带有电荷（正电荷、负电荷） 物体所带电荷数量的多少称为电量， 用Q或q表示，单位为库仑（C）； 2.电荷量子化 1906-1917年，密立根用液滴法首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续。 基本电荷 e=1.6×10-19C 电子： Q= - e= -1.6×10-19C 质子： Q= e= 1.6×10-19C 电荷量子化： 在一个和外界没有电荷交换的系统内，正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。 3.电荷守恒定律 ? 电荷守恒定律的表述： 电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律 §2 库仑定律 1.表述： 在真空中，两个静止点电荷之间的相互作用 力大小，与它们的电量的乘积成正比，与它们 之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着它 们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。 大小： 1785年，库仑通过扭称实验得到。 电荷2(受力电荷)受电荷1(施力电荷)的力 为从电荷1 (施力电荷)指向电荷2 (受力电荷)的单位矢量. 若表示电荷1 (受力电荷)受电荷2 (施力电荷)的力，表达式为 为从电荷2 (施力电荷)指向电荷1 (受力电荷)的单位矢量. 矢量表示： K的一种常用形式： 令 国际单位制（SI）中： 真空介电常量 q1施力、 q2受力 为从施力电荷指向受力电荷的单位矢量. §3 电场 电场强度 一.电场 电荷周围存在电场或电荷在其周围空间激发电场。 2.静电场 相对于观察者静止的电荷产生的电场 1.电场的基本性质 ? 对放其内的任何电荷都有作用力 ? 电场力对移动电荷作功 二.电场强度 空间带电体，电量为Q 用电场强度描述场中各点电场的强弱，用E表示。 1.电场强度E 定义： ?单位：N/C ? 为一矢量场 ? 点电荷q在外场中受的电场力 ?q0为电量足够小的试验点电荷 2.单个点电荷Q的场强公式 由库仑 定律： 由场强 定义： 讨论 2） 为从源电荷指向场点的单位矢量 3）电场中某点场强方向与该点正电荷受力方向相同 由上述 两式得 1） 球对称 根据库仑定律和场强的定义 3.场强叠加原理 1)如果带电体由 n 个点电荷组成，如图 由力的叠 加原理 由场强定义 整理后得 或 根据力的叠加原理 和场强定义 任意带电体的场强E=？ 或 分量形式 例1：如图，求O点的电场强度。 方向如图所示 解： 且由题及点电荷场强的特点知： · · · · e -e e -e a O 故 EO 方向如图所示 例2 求电偶极子在其中垂线上及延长线上任一点的场强. 解：一般方法，点电荷场叠加 一对等量异号电荷，相距为l，当场点P与二电荷连线中点的距离rl 时，则这一对等量异号电荷称为电偶极子。 r- r+ E+ E- r p 1.对中垂线上任一点p x y 由对称性知： r+ r r- E+ p E- a a 定义电偶极子的电偶极矩： ?垂直平分线上的一点 2.对延长线上任一点p x E- E+ p r r+ r r- E+ p E- a