静止电荷的电场VIP免费

第3篇电磁学内容包括：静电场——真空、介质；静磁场——真空、介质；电磁场——电磁感应；位移电流。麦克斯韦方程组教学要求1.掌握场强和电势概念及叠加原理，掌握场强和电势的积分关系，了解其微分关系，能计算简单问题的场强和电势；2.了解静电场高斯定理和环路定理，掌握用高斯定理计算场强的条件和方法.§10－1电荷库仑定律一、对电荷的基本认识1.两种电荷2.电荷量子化：密立根实验（1906－1917年）Q=Ne,e=1.6010-19C夸克带分数电荷3.电量是相对论不变量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.----物理学中普遍的基本定律.4.电荷守恒定律摩擦生电荷，感应带电荷，电子对的产生和湮灭等.二、库仑定律（1785年）真空中，两个静止的点电荷之间相互作用力的大小，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连线.同号电荷相斥，异号电荷相吸.数学表述：01222112rrqqkF12r1q2q12F21F02122121rrqqkFrrr2112其中可见：2112FF2-1-2120m.N.C1085.841k——真空中的电容率2-29C.N.m1099.8k“SI”中1.适用于真空中的静止点电荷；2.高斯单位制中，k=1;3.是基本实验规律,宏观、微观均适用.●注意：则0122210211241rrqqFF若规定施力电荷引向受力电荷的位矢为r则0221041rrqqF分析:qi,q2同号时为斥力,q1,q2异号时为引力.三、静电力的叠加原理两个以上的点电荷对一个点电荷的作用力,等于各个电荷单独存在时对该点电荷作用力的矢量和.02041iiiirrqqFqiq0irriq1q2qniiFF例1：三个点电荷q1=q2=2.0×10-6C,Q=4.0×10-6C，求q1和q2对Q的作用力。解：q1和q2对Q的作用力的方向虽然不同，但大小相等：N29.0π4210121rQqFFF由对称性可以看出两个力在y方向的分力大小相等，方向相反而相互抵消，Q仅受沿x方向的作用力：N46.0N5.04.029.02cos22FFfxq1q2Qyxor1r20.30.30.4θFxF1F2§10-2电场和电场强度一、电场(electricfield)1.在电荷周围空间存在一种特殊物质，它可以传递电荷之间的相互作用力，这种特殊物质称为电场。静止电荷周围存在的电场，称静电场，这就是所谓的近距作用。2.任何进入该电场的带电体，都受到电场传递的作用力的作用，这种力称为静电场力。3.当带电体在电场中移动时，电场力对带电体作功,表明电场具有能量。电荷电场电荷实验表明电场具有质量、动量、能量，体现了它的物质性。(1)超距作用(2)法拉第场论观点电场：带电体周围存在的一种特殊物质.静电场：相对于观察者是静止的电荷周围存在的电场，是电磁场的一种特殊形式.电场的基本性质：对放在电场内的任何电荷都有作用力；电场力对移动电荷作功；电场的传播速度是光速.历史上两种观点：二、电场强度定义：2.描述电场中各点电场强弱的物理量0qFE3.说明是矢量场，是位置的函数),,()(zyxErEE1)1.试验电荷电量要充分地小，线度足够小.F0/qF0q放在电场中的P点，受力，而比值与0q无关.单位：N.C-1或V.m-1三、电场强度的计算1.点电荷q所产生电场的电场强度电荷q0在电场中受力02004rrqqF电场强度定义：02004rrqqFE是由源电荷q指向场点.场强方向是正电荷受力方向.0r2)电场强度的大小和方向仅与场源电荷的分布有关,而与试验电荷的引入和大小无关.电场强度满足矢量叠加原理：3)iiEE点电荷在外电场中受电场力4)EqF0qq0r204rq大小：方向：000,q;,0rErEq讨论：1)球对称21rE2）Er,3）0Er,01202141rrqEEEEniiin2.点电荷系所产生的电场的电场强度场强叠加原理：点电荷系的场强=各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.推导：设真空中存在点电荷q1，q2，…qn，试验电荷q0受力02004iiiiiirrqqFF002010qFqFqFqFEn即01202141rrqEEEEniiin3.电荷连续分布的带电体所产生的电场强度电荷连续分布，在带电体上取微元电荷dq，...