电磁学——静电场A.ppt

回顾 研究对象 研究方法 牛顿定律 数学工具:代数,微积分 物理模型 力学 研究对象： 分析物体受力（原因）及在力的作用下的运动（包括位置、速度、加速度等运动学量）（结果）。 意义 三.库仑力的性质 1) 叠加原理: 2) 施力物体,受力物体 讨论 特殊情况: 1)连线上，正电荷右侧一点 P 的场强 2)垂直连线上的一点 * 研究方法： 选参照系 ，建立坐标系，分析受力，列牛顿方程（微分方程，积分方程），初始条件，解方程。 物理模型： 质点，刚体，流体，…… 在具体的坐标系中，位置、速度、加速度的描述 ?直角坐标系 特点：单位矢量 的方向不随时间变化。 极坐标系 处理平面曲线运动方便 特点：单位矢量 的方向随时间变化。 自然坐标系 速度矢量沿轨道的切线方向。 定义单位矢量： 沿轨道切线方向、并指向轨道延伸方向； 沿轨道法线方向、并指向曲线凹侧。 特点：单位矢量 　　的方向随轨道形状的变化而变化。 　　沿轨道的切向　 、法向　建立内禀方程。 由此可算出约束反力Rn 　　如果质点被限制在确定的平面轨道 　上运动，可选择自然坐标系。 四种基本相互作用力 电磁力 引力 强力 弱力 内容： 一.静电场及基本性质 二.稳恒电流的电场、磁场及基本性质 三.电磁感应现象及规律 四.Maxwell 电磁场方程组 1.电磁场的统一性 物质性 相对性 2.电磁场量的相对论变换 *五.引力场 思路：实验规律 场的性质 场与物质的相互作用 第一章 静电场 Electrostatic field §1 静电的基本现象和规律 电荷 正电荷 负电荷 测量电量 验电器（定性测量） 静电计（定量测量） 电荷的性质： 1）同性相斥，异性相吸； 2）电荷量子化 (charge quantization )； 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。 3)电量是相对论不变量 4)电荷守恒定律 (law of conservation of charge) 电荷守恒定律的表述： 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。 电荷守恒定律是基本的物理学定律。 物质 导体 绝缘体 半导体: 导电能力介于导体与绝缘体之间，且对温度、光照、杂质、压力、电磁场等外加条件极为敏感 物质的电结构： 电子(-e) 原子核 物质 分子 原子 质子(+e) 中子 带电方式 摩擦起电 电感应 传导 带电方式 摩擦起电 电感应 传导 二.库仑定律( Coulomb Law) 1784-1785年，扭秤实验 1.库仑定律 在真空中，两个静止点电荷之间的相互作用 力的大小：与它们电量的乘积成正比，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: 方向: 从点电荷1指向点电荷2 方向: 2 . K的取值 一般情况下,确定K值的方式有两种： 1)如果在关系式中，其它物理量的单位已经确定，那么只能由实验来确定K值 ? K 是具有量纲的量 如万有引力定律中的引力常量G就是有量纲的量 2)如果关系式中还有别的物理量尚未确定单位, 则 可令 K=1 (如牛顿第二定律中的K ) 在库仑定律中 1) 选国际单位制 （MKSA）, 2) 选高斯制（CGSE或e.s.u.）,电量的单位尚未确定, 令 K = 1, 那么: 定义电量的单位：如果导线中载有1A的恒定电流，则在1s内通过导线横截面的电量为1C。 真空介电常量 真空电容率 比例系数 2) 选高斯制（CGSE或e.s.u.）,电量的单位尚未确定, 令 K = 1, 那么: 施力 受力 ? 1)基本实验规律 适用范围 宏观 → 微观 2)点电荷 理想模型 讨论 例题: §2 电场 电场强度 电磁力是怎样传递的? 一.电场(electric field) 电荷周围存在电场。 1.电场的基本性质 1) 任何电荷在自己周围的空间激发电场，电场对处在空间的其他电荷都有作用力，称为电场力。 2) 电场力对移动电荷作功 接触力 非接触力，例：电磁力（库仑力），重力，万有引力 力 2.静电场 相对于观察者静止的电荷产生的电场, 是电磁场的一种特殊形式 研究静电场的方法、途径？ 二.电场强度 (electric field strength) 空间带电体 ，电量为 试探电荷 电量充分地小 线度足够地小 试探电荷放在电场中P点， 试探电荷