第10章 2010静止电荷的电场(库仑)VIP免费

大学物理（下册）电磁学第10章静止电荷的电场(8课时)电磁学主要内容•库仑定律•电场强度•静止点电荷的电场•电场强度叠加原理用电场强度叠加原理求电荷系统（离散、连续）的场强•高斯定律用高斯定律求对称性带电体产生的典型场强rrqEˆ420§10.1电荷一、电荷1、电荷只有正、负两种电磁现象归因于电荷及其运动2、起电方法①摩擦起电e6e6e5e5eeeeeeeee②静电感应+AB+-+-ABAB物质的层次结构：3、电荷守恒定律一个与外界没有电荷交换的系统内，电荷代数和保持不变。核子电子原子质子中子夸克Ce191060217733.1电子电量：4、电荷的量子化分子二、库仑定律与叠加原理1、库仑定律(1785)Coulomb’slaw点电荷：具体问题中，当带电体的形状和大小可忽略不计时，可把它抽象成一个点。惯性系，真空中的两静止（或低速）点电荷间的作用力为qqFFkrr12122112212库仑力221201085.8mNC2299010910990.841CmNk122122101241rrqqF12F21F1q12r12r2q1q2q12r12F21F12r同号电荷相排斥异号电荷相吸引12F表示12r对其中2q1q2q1q的作用力表示由指向的矢径12r表示其单位矢量。说明①点电荷Itonlyforpointcharges.②平方反比律r2Itdiffersfrom2byatmost11610③静止Whenchargedparticlesmoveatspeedsclosetothespeedoflight,suchasinahigh-energyaccelerator,Coulomb’lawdoesnotgiveacompletedescriptionoftheirelectromagneticinteractions万有引力?▲单位SI库仑Ｃdq＝idt④遵循牛顿第三定律accordingtoNewton’sthirdlaw2112FFmNC./108542.821201.电场的概念chargechargechargefieldcharge122122101241rrqqF12F21F1q12r12r2q§10.2电场和电场强度电荷之间的相互作用是怎样传递的？需要时间吗？电场强度试探电荷（静止）q0定义电场强度：0qFE即，静止的单位正电荷所受的电力。静止或运动任意电荷分布F测受力惯性系，点p(x,y,z)CN单位：2.电场强度E0qFE(1)物理意义作用在单位正电荷上的电场力(2)单位SIunitnewton/coulomb(N/C)volt/meter(v/m)(3)试探电荷thetestchargeshouldbesufficientsmallsothatitdoesnotdisturbthedistributionofchargeswhoseelectricfieldwearetryingtomeasure.BvqEqF静静动动源电荷qq电荷间的作用力与电场的关系EqFEqFEqF1.点电荷的场强rrqEˆ41200qqrr讨论场强方向正电荷受力方向球对称r从源电荷指向场点§10.3库仑定理与静电场的计算（静止点电荷的电场及其叠加）静电场:在相对场源电荷静止的参考系中观测到的电场（或相对于观测者静止的电荷在其周围空间所产生的电场）。静止点电荷的场强rrqEˆ420讨论：静止点电荷的场强rrqEˆ420在电荷运动时的是否成立场强？运动电荷的场强？静止点电荷的电场球对称+库仑定律成立运动点电荷的电场轴对称+v库仑定律不成立！在无磁场情况下电场的变换纵向场强不变，横向场强增加到倍。zzyyxxEEEEEE,,结论：2211cvS系zz'xS‘系：只有电场,无磁场。E'x'vE=?求S系电场ES系0E静电场S系vEv电场可以独立于电荷存在，则可用任意电荷分布来说明上述结论。①、横向场强增大到倍。EE00为避开场点的相对论变换，用平板电容器间的均匀静电场的变换这一特例来说明。②、纵向场强不变S系EEES系vE2.静电场叠加原理(1)计算每一个点电荷单独存在时的电场强度(2)求矢量(3)数学形式iinEEEEEE21qˆErr11120114qˆErr22220214nnnnqˆErr2014niiiiqˆrr21014nEEEE21总3、求场强（1）点电荷系中的场强（2）电荷连续分布带电体的场强rrdqEdEˆ4120例.电偶极子是由两个大小相等，符号相反的点电荷和组成的点电荷系。从负电荷到正电荷的矢径称为电偶极子的臂。电荷和臂的乘积称为电偶极矩，简称电矩。求...