e大学物理 真空中的静电场.ppt
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5大学物理讲稿第5章真空中的静电场.pdf
第5章真空中的静电场
§物质的电结构
实验证明,自然界中存在两种电荷,分别称为正电荷和负电荷.它们之间存在
相互作用力,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.物体所带电荷的多少称为电
量,用q或Q表示,电量的单位取库仑（C）.
实验还表明,在自然界中,存在着最小的电荷基本单元e,任何带电体所带的电
量只能是这个基本单元的整数倍,即
Qne(n1,2,)
电荷的这一特性称为电荷的量子性.实验测得这基本单元的电量为
近似为
e1(49)1019C(1.6021019C)
由于e的量值非常小,在宏观现象中不易观察到电荷的量子性,常将电量Q看
成是可以连续变化的物理量,它在带电体上的
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大学物理第4篇电磁学第9章真空中的静电场.ppt
*解电场强度分布具有面对称性选取一个圆柱形高斯面已知“无限大”均匀带电平面上电荷面密度为?电场强度分布求例根据高斯定理有xOEx*例已知无限大板电荷体密度为?，厚度为d板外：板内：解选取如图的圆柱面为高斯面求电场场强分布?dSSdxxOEx*已知“无限长”均匀带电直线的电荷线密度为+?解：电场分布具有轴对称性过P点作一个以带电直线为轴，以l为高的圆柱形闭合曲面S作为高斯面例距直线r处一点P的电场强度求根据高斯定理得rlPEOr电场分布曲线*总结用高斯定理求电场强度的步骤：(1)分析电荷对称性；(2)根据对称性取高斯面；?高斯面必须是闭合曲面?高斯面必须通过所求的点(3)根据高斯定理求电场强度。
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大学物理课件-真空中的静电场.pptx
基本概念：场强和电势两者的关系：（积分）（微分）场强电势电势差真空中的静电场小结
二、基本规律和基本定理库仑定律静电场的高斯定理静电场的环路定理（有源场）（保守场或无旋场）
点电荷场强+场强叠加原理（积分）高斯定理求场强（电场分布具有一定的对称性）由某些典型带电体的场强结果直接叠加4）点电荷的电势+电势叠加原理（积分）场强积分法：由电势的定义由某些典型带电体的场强结果直接叠加三、基本计算：
2、可由计算电势的方法1、点电荷场的电势及叠加原理小结计算场强的方法1、点电荷场的场强及叠加原理2、根据电势的定义（分立）（连续）（分立）（连续）
典型电场电势典型电场的场强高斯定理均匀带电球面球面内球面外
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大学物理10真空中的静电场习题(二)-答案.doc
真空中的静电场习题（二）答案
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 C A A B D C A A B
C；由电势的定义可得；
A；由、可得；
A；由负电荷做功可得；
B；由电势的叠加原理可得；
D；由于B、C、D为等势点；
C；由可得；
A；B导体接地，则、又由于，则，；
A；由于电荷分布没有变化，则E也不变，而可得；
B；高斯定理成立，但由于介质的不对称性，求不出各点的场强；
二、填空题
10、保守；
2； 提示：
3 提示：
490伏 提示：
5 提示：，半径越大，越小；
6；不是；；是
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大学物理：静电场.ppt
第10章
静电场
作业
10-13
10-14
10-20
10-24
10-26
10-27
10-36
10-38(1),(2)
10-40
§10-1电场电场强度
一.电荷electriccharge
1.电荷的种类：
正电荷负电荷
同号相斥异号相吸
§10-1电场电场强度
2.电荷的量子性
①电荷量（电量）：带电体所带电荷的多少。
②电荷量总是以一个基本单元的整倍数出现。
电子电量
Qne(n1,2,3,)
e(1.60218920.0000046)1019C
12
盖尔.曼提出夸克模型:ee
33
§10-1电场电场强度
3.电荷守恒定律——自然界基本定律之一
正负
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大学物理(下)静电场导体.ppt
§1 静电场中导体的静电平衡 一.导体的静电平衡 1.静电平衡定义 electrostatic quilibrium 第四章 静电场中的导体 当导体在外电场放置时，导体中的电荷在外 电场作用下，电荷将重新分布 * 2.导体静电平衡的条件 导体内部和表面无自由电荷的定向移动时，我们说导体处于静电平衡状态。 (1) 导体内部场强处处为0 (2)导体各点电势相等.即导体是等势体，表面是等势面。 时,导体处于静电平衡状态 * 二.导体上电荷的分布 由导体的静电平衡条件和静电场的基本性质，可以得出导体上的电荷分布。 1.导体体内处处不带电 证明：在导体内任取体积元 由高斯定理 ?体积元任取 证毕 导体
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大学物理静电场(八).ppt
* §8.7 电容 电容器 + + + + + + + + + + - + 导体带电 q 表面 曲率大 s 大 大 太大 空气分子被击穿（等效为电偶极子，被拉开成为正、负离子） 漏电 所以：给定导体容纳电荷的能力是有限的 又：对孤立导体，s 和曲率有关 故：不同形状导体，容纳电荷的能力是不同的 如： 为描述不同形状导体容纳电荷的能力，引入一个新的物理量 电 容 * 一. 孤立导体的电容 实验指出：一个孤立导体容电能力 和导体的形状有关 和导体本身的电势有关，而且： 规定：当导体的 时，其容纳的电荷量， 称为
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大学物理 第7章 静电场.ppt
三、有导体存在的静电场场强与电势的计算 电荷守恒定律 静电平衡条件 分析方法： 电荷分布 高斯定理 U 例: 一个半径为R的接地导体球，距球心d处有一点电荷q,求导体球上感应电荷总量 d q 解：q在球心产生的电势为： 设球面上感应电荷总量为q/ , 在球心产生的电势为： 因为球接地, 球心电势 U=0 四、电介质的极化 电介质通常是指不导电的绝缘物质. 1.两类电介质分子 无极分子：分子正、负电荷的“中心”是重合的 甲烷 CH4 C H+ H+ H+ H+ 分子电偶极矩 有极分子：其正、负电荷的“中心”也不重合 水分子H2O O-- H+ H+ 正电荷中心 负电荷中心 2.电介
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大学物理_静电场5_导体.ppt
第九章静电场中的导体与电介质 9 – 1 静电场中的导体 + + + + + + + + + 一 静电感应electrostatic induction 静电平衡条件 感应电荷 Chapter 13 conductor in electric field * + + + + + + + + + + + + 自由电子(electron) Chapter 13 conductor in electric field * + + + + + + + + 导体内电场强度 外电场强度 感应电荷电场强度
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大学物理B2 静电场.ppt
开学第一课 幸福 什么是幸福？ 幸福是一种说不出的感觉。 如何获得幸福？ 幸福是在于为别人而生活。托尔斯泰 你对“幸福”定义与理解是什么？ 大学物理 I 期末考试情况 A班 427人挂科（共1307人）占32.6%； B班 724人挂科（共2121人）占34.1%。 A与 B的平均挂科率是33.6%。 大学物理（下） · 第一章 – 静电场 · 第二章 – 静电场中的导体与电介质 · 第三章 – 稳恒磁场 · 第四章 – 电磁感应 电磁场 · 补 充 – 相对论 电磁学 奥斯特 第一章 静电场 §1-1 电场 电场强度 §1-2 电通量 高斯定理
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静电场的能量(大学物理下).ppt
电荷之间具有相互作用能（电势能），当电荷间相对位置发生变化或系统电荷量发生变化时，静电能转化为其它形式的能量。 1. 点电荷间的相互作用能 1.1 两个点电荷 假设q1、q2从相距无穷远移至相距为r。 先把q1从无限远移至A点，因q2与A点相距仍然为无限，外力做功等于零。 再把q2从无限远移至B点，外力要克服q1的电场力做功，其大小等于系统电势能的增量。 U2是q1在B点产生的电势，V∞是q1在无限远处的电势。 所以 同理，先把q2从无限远移B点，再把q1移到点，外力做功为 U1是q2在A点产生的电势。 两种不同的迁移过程，外力
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静电场大学物理.ppt
关于静电场大学物理1、处于静电平衡状态的导体的电场和电势导体内部任何一点处的电场强度为零导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直导体是等势体，导体表面是等势面2、处于静电平衡状态的导体上电荷的分布导体内部无电荷。空腔内无电荷时，导体所带电荷全部分布在外表面上，内表面无电荷。空腔内有电荷时，内表面因静电感应出现等值异号的电荷，外表面除导体所带电荷外，还有感应电荷。只要处于静电平衡状态，与导体的形状、原来是否带电都无关。回顾第2页,共25页，2024年2月25日，星期天3、有导体存在时静电场的分析方法依据：电荷守恒，静电平衡条件，高斯定理空腔导体可以屏蔽外电场,整个空腔导体和腔内的电势相等.接
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大学物理 第4章 静电场.ppt
晶圆通常是半导体工业中使用的高纯度单晶硅片，构成半导体材料的基础。如图4-1所示，通过静电吸附技术可确保晶圆在刻蚀、沉积、光刻过程中被稳定、精确地固定，无需触碰晶圆，从而减少机械损伤和污染的风险。****高压脉冲电场技术是一种利用瞬间高压电源产生强大电场的方法。这种电场具有极高的强度和短暂的持续时间。它通常由专业设计的设备产生，能够在极短的时间内达到峰值强度，然后迅速降低。在标准环境下，电场强度可能达到数千伏特每米（kV/m），在一些特殊情况下，强度甚至可以高达数百万伏特每米（MV/m）。这项技术在食品保鲜方面尤其有用，作为一种不依赖高温的处理方式，它与传统的热处理杀菌方法相比，具有在较低温度
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1静电场答案大学物理.doc
第一章 电场强度 一、选择题：（注意：题目中可能有一个或几个正确答案）
1．[ D ]
解：均匀带负电的“无限大”平板两侧为均匀电场，场强方向垂直指向带负电平板，
即x 0时，Ex 0；x 0时，Ex 0。 故选D
2．[ D ]
解：作半径为r的同心球面为高斯面，由高斯定理。
得该点场强大小为：。 故选D
3. [ D ]
解：过P点作如图同轴高斯面S，由高斯定理 ，
所以E＝0。4．[ D ]
解：由高斯定理，，
在S1 处，，；
在S 2 处，，，所以 故选D
5．[ B ]
解：对于球对称分布的带电体，由高斯定理可知，场强
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大学物理下册 静电场.ppt
* * * * * R1 R2 例： 导体球置于均匀各向同性介质 中,如图示. 求 电场的分布 R0 +Q0 解 (1) r 例 如图金属球半径为R1 、带电量+Q；均匀、各向同性介质层外半径R2 、相对介电常数? r ； R2 R1 ?r Q 求： 分布 解（1）对称性分析确定E、D沿矢径方向 C B A （2）大小 R2 R1 ?r Q C B A 例 一单芯同轴电缆的中心为一半径为R1的金属导线，外层一金 属层。其中充有相对介电常数为?r 的固体介质，当给电缆加 一电压后，E1 = 2.5E2 ，若介质