靜電場穩(wěn)恒電流與電場穩(wěn)恒磁場電磁場課件

電磁學靜電場穩(wěn)恒電流與電場穩(wěn)恒磁場電磁場1電磁學靜電場1靜電場作者張殿鳳1電荷庫侖定律§2電場強度3高斯定理§4靜電場的保守性§5電勢梯度§6靜電場中的導體§7電介質(zhì)中的靜電場§8電荷在外電場中的靜電勢能9電荷系的靜電能10電場的能量2靜電場作者張殿鳳1電荷庫侖定律§2電場強度3高1電荷庫侖定律一、電荷3、物體帶電的實質(zhì)4、電荷守恒定律5、電荷的量子化2、電荷的種類1、物體帶電31電荷庫侖定律一、電荷3、物體帶電的實質(zhì)4、電荷守恒大小r1、點電荷：2、庫侖定律:二、庫侖定律:相對于慣性系觀察，自由空間（或真空）中兩個靜止的點電荷之間的作用力（斥力或吸力，同稱庫侖力）與這兩個電荷所帶電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比，作用力的方向沿著這兩個點電荷的連線。4大小r1、點電荷：2、庫侖定律:二、庫侖定律:相對于慣性矢量式：式中表示所受的力，此力是由施加的。規(guī)定：矢徑的方向由指向電量的單位和比例系數(shù)k的確定：國際單位制：電流是基本量，電量是導出量5矢量式：式中表示所受的力，此力是由令有理化真空介電常量

真空電容率庫侖定律6令有理化真空介電常量真空電容率庫侖定律62電場強度一、電場:“超距”作用、“以太”學說“場”人們在長期的實踐中，認識到“電磁場”是物質(zhì)的一種形態(tài)，具有能量、動量、質(zhì)量。二、電場強度：試驗電荷的引入有兩個條件：電量小、空間小電場強度的定義式：單位或72電場強度一、電場:二、電場強度：電場強度的定義式：單三、場強迭加原理：如果試驗電荷處在若干個點電荷所產(chǎn)生的電場時四、電場強度的計算1、點電荷的電場中的場強8三、場強迭加原理：四、電場強度的計算1、點電荷的電場中的場強真空中有一個點電荷，試驗電荷。為正：的方向與的方向一致為負：的方向與的方向相反9真空中有一個點電荷，試驗電荷。為正：的方向與2、點電荷系電場中的電場：電偶極子：兩個大小相等的正負電荷，相距為電偶極子的軸線：連結(jié)兩電荷的直線軸線的正方向：從負電荷指向正電荷電矩：中垂線一點的電場Epor102、點電荷系電場中的電場：電偶極子：兩個大小相等的正負電荷，11113、電荷連續(xù)分布的帶電體1）、帶電體為線分布：例：真空中有一均勻帶電直線，長為L，總電量為Q，線外一點p離開直線的垂直距離為a，p點和直線兩端的連線與直線之間的夾角分別為和，求p點的場強。0xyarp123、電荷連續(xù)分布的帶電體1）、帶電體為線分布：例：真空中有一0xyarp解：線密度130xyarp解：線密度130xyarp140xyarp141515直線無限長16直線無限長16例：均勻帶電圓環(huán)，半徑為R，帶電量為q,求圓環(huán)軸線上任一點的電場度。0Rxrp解：17例：均勻帶電圓環(huán)，半徑為R，帶電量為q,求圓環(huán)軸線0Rxrp方向沿著X軸當時遠離環(huán)心處的電場也相當于一個點電荷q所產(chǎn)生的電場。18方向沿著X軸當時遠離環(huán)心處的電場也相當于一個點例：求均勻帶電平面外部空間的電場強度，面電荷密度是。xRordrpdE解：平面視為許多同心圓環(huán)組成2)、帶電體為面分布：19例：求均勻帶電平面外部空間的電場強度，面電荷xRordrpd當時，當時20當時，當時203高斯定理一、電力線：畫電力線的依據(jù)，電力線的性質(zhì)二、電通量：ss1、2、213高斯定理一、電力線：畫電力線的依據(jù)，電力線的性質(zhì)二、電s3、4、對于閉合曲面穿出為正，穿入為負三、高斯定理：22s3、4、對于閉合曲面三、高斯定理：221、電點荷的場，閉合球面。qq2、任意閉合曲面231、電點荷的場，qq2、任意閉合曲面233、閉合曲面不包圍電荷4、閉合曲面包圍電荷系243、閉合曲面不包圍電荷4、閉合曲面包圍電荷系24例：求均勻帶電球面的電場分布。球面半經(jīng)為R,帶電量為q。oRrRosp解：球外球內(nèi)E四、高斯定理的應(yīng)用：解決電荷高度對稱分布問題25例：求均勻帶電球面的電場分布。球面半經(jīng)為R,oRrRosp解o例：求均勻帶電球體電場分布。球半徑為R，帶電量為。解：球外，方向球內(nèi)，0rRE26o例：求均勻帶電球體電場分布。球半徑為R，帶電量為。解：例：半徑為R的“無限長”均勻帶正電的圓柱面，電荷面密度為，計算柱內(nèi)外場強。解：rR高斯面內(nèi)電荷27例：半徑為R的“無限長”均勻帶正電的圓柱面，解：rR高斯面內(nèi)例：求無限大均勻帶電平面的電場分布。電荷面密度為解：均勻場28例：求無限大均勻帶電平面的電場分布。解：均勻場28例：兩個平行的無限大均勻帶電平面，電荷面密度分別為和。求電場分布解：板外空間板內(nèi)空間加強29例：兩個平行的無限大均勻求電場分布解：板外空間板內(nèi)空間加強電磁學靜電場穩(wěn)恒電流與電場穩(wěn)恒磁場電磁場30電磁學靜電場1靜電場作者張殿鳳1電荷庫侖定律§2電場強度3高斯定理§4靜電場的保守性§5電勢梯度§6靜電場中的導體§7電介質(zhì)中的靜電場§8電荷在外電場中的靜電勢能9電荷系的靜電能10電場的能量31靜電場作者張殿鳳1電荷庫侖定律§2電場強度3高1電荷庫侖定律一、電荷3、物體帶電的實質(zhì)4、電荷守恒定律5、電荷的量子化2、電荷的種類1、物體帶電321電荷庫侖定律一、電荷3、物體帶電的實質(zhì)4、電荷守恒大小r1、點電荷：2、庫侖定律:二、庫侖定律:相對于慣性系觀察，自由空間（或真空）中兩個靜止的點電荷之間的作用力（斥力或吸力，同稱庫侖力）與這兩個電荷所帶電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比，作用力的方向沿著這兩個點電荷的連線。33大小r1、點電荷：2、庫侖定律:二、庫侖定律:相對于慣性矢量式：式中表示所受的力，此力是由施加的。規(guī)定：矢徑的方向由指向電量的單位和比例系數(shù)k的確定：國際單位制：電流是基本量，電量是導出量34矢量式：式中表示所受的力，此力是由令有理化真空介電常量

真空電容率庫侖定律35令有理化真空介電常量真空電容率庫侖定律62電場強度一、電場:“超距”作用、“以太”學說“場”人們在長期的實踐中，認識到“電磁場”是物質(zhì)的一種形態(tài)，具有能量、動量、質(zhì)量。二、電場強度：試驗電荷的引入有兩個條件：電量小、空間小電場強度的定義式：單位或362電場強度一、電場:二、電場強度：電場強度的定義式：單三、場強迭加原理：如果試驗電荷處在若干個點電荷所產(chǎn)生的電場時四、電場強度的計算1、點電荷的電場中的場強37三、場強迭加原理：四、電場強度的計算1、點電荷的電場中的場強真空中有一個點電荷，試驗電荷。為正：的方向與的方向一致為負：的方向與的方向相反38真空中有一個點電荷，試驗電荷。為正：的方向與2、點電荷系電場中的電場：電偶極子：兩個大小相等的正負電荷，相距為電偶極子的軸線：連結(jié)兩電荷的直線軸線的正方向：從負電荷指向正電荷電矩：中垂線一點的電場Epor392、點電荷系電場中的電場：電偶極子：兩個大小相等的正負電荷，40113、電荷連續(xù)分布的帶電體1）、帶電體為線分布：例：真空中有一均勻帶電直線，長為L，總電量為Q，線外一點p離開直線的垂直距離為a，p點和直線兩端的連線與直線之間的夾角分別為和，求p點的場強。0xyarp413、電荷連續(xù)分布的帶電體1）、帶電體為線分布：例：真空中有一0xyarp解：線密度420xyarp解：線密度130xyarp430xyarp144415直線無限長45直線無限長16例：均勻帶電圓環(huán)，半徑為R，帶電量為q,求圓環(huán)軸線上任一點的電場度。0Rxrp解：46例：均勻帶電圓環(huán)，半徑為R，帶電量為q,求圓環(huán)軸線0Rxrp方向沿著X軸當時遠離環(huán)心處的電場也相當于一個點電荷q所產(chǎn)生的電場。47方向沿著X軸當時遠離環(huán)心處的電場也相當于一個點例：求均勻帶電平面外部空間的電場強度，面電荷密度是。xRordrpdE解：平面視為許多同心圓環(huán)組成2)、帶電體為面分布：48例：求均勻帶電平面外部空間的電場強度，面電荷xRordrpd當時，當時49當時，當時203高斯定理一、電力線：畫電力線的依據(jù)，電力線的性質(zhì)二、電通量：ss1、2、503高斯定理一、電力線：畫電力線的依據(jù)，電力線的性質(zhì)二、電s3、4、對于閉合曲面穿出為正，穿入為負三、高斯定理：51s3、4、對于閉合曲面三、高斯定理：221、電點荷的場，閉合球面。qq2、任意閉合曲面521、電點荷的場，qq2、任意閉合曲面233、閉合曲面不包圍電荷4、閉合曲面包圍電荷系533、閉合曲面不包圍電荷4、閉合曲面包圍電荷系24例：求均勻帶電球面的電場分布。球面半經(jīng)為R,帶電量為q。oRrRosp解：球外球內(nèi)E四、高斯定理的應(yīng)用：解決電荷高度對稱分布問題54例：求均勻帶電球面的電場分布。球面半經(jīng)為R,oRrRosp解o例：求均勻帶電球體電場分布。球半徑為R，帶電量為。解：球外，方向球內(nèi)，0rRE55o例：求均勻帶電球體電場分布。球半徑為R，帶電量為。解：例：半徑為R的“無限長”均勻帶正電的圓柱面，