大物場(chǎng)強(qiáng)疊加原理

大物場(chǎng)強(qiáng)疊加原理大物場(chǎng)強(qiáng)疊加原理大物場(chǎng)強(qiáng)疊加原理電荷守恒定律的表述：在一個(gè)和外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正負(fù)電荷的代數(shù)和在任何物理過程中保持不變。電荷守恒定律是物理學(xué)中普遍的基本定律電量是相對(duì)論不變量電荷守恒定律(lawofconservationofcharge)書籍能培養(yǎng)我們的道德情操，給我們巨大的精神力量，鼓舞我們前進(jìn)大物場(chǎng)強(qiáng)疊加原理大物場(chǎng)強(qiáng)疊加原理大物場(chǎng)強(qiáng)疊加原理電荷守恒1

電荷守恒定律的表述：在一個(gè)和外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正負(fù)電荷的代數(shù)和在任何物理過程中保持不變。

電荷守恒定律是物理學(xué)中普遍的基本定律

電量是相對(duì)論不變量

電荷守恒定律(lawofconservationofcharge)討論電荷守恒定律的表述：電量是相對(duì)論不變量討論2二.庫(kù)侖定律(CoulombLaw)1785年，庫(kù)侖通過扭稱實(shí)驗(yàn)得到(實(shí)驗(yàn)定律）回顧：萬有引力定律及其表達(dá)式1.表述在真空中，兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力大小，與它們的電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比；作用力的方向沿著它們的聯(lián)線，同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸。二.庫(kù)侖定律(CoulombLaw)在真空中，兩個(gè)3電荷2受電荷1的力從電荷1指向電荷2若表示電荷1受電荷2的力電荷2受電荷1的力從電荷1指向電荷2若表示電荷1受電荷242.K的取值一般情況下物理上處理K的方式有兩種：1)如果關(guān)系式中除K以外，其它物理量的單位已經(jīng)確定那么只能由實(shí)驗(yàn)來確定K

值

K是具有量綱的量如萬有引力定律中的引力常量G就是有量綱的量2)如果關(guān)系式中還有別的量尚未確定單位則就令K=1(如牛頓第二定律中的K)2.K的取值5第二種高斯制中電量的單位尚未確定

令

K=13.SI中庫(kù)侖定律的常用形式有理化庫(kù)侖定律(兩種單位制)第一種國(guó)際單位制中真空介電常量真空電容率令第二種高斯制中3.SI中庫(kù)侖定律的常用形式有理化庫(kù)侖定律6基本實(shí)驗(yàn)規(guī)律宏觀、微觀均適用地磁場(chǎng)研究（107m）到高能電子散射（10-17m）三.電力疊加原理施力受力?討論基本實(shí)驗(yàn)規(guī)律施力?討論7q1q2q3Qqi

如果空間存在兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷時(shí)，要用疊加原理。即作用在其中一個(gè)點(diǎn)電荷上的力，是各個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)其作用力的矢量和。q1q2q3Qqi如果空間存在兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷時(shí)，要8§2電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度早期：電磁理論是超距作用理論后來:法拉第提出近距作用并提出力線和場(chǎng)的概念注意：兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力并不因第三個(gè)點(diǎn)電荷存在而有所改變。 庫(kù)侖定律與電力的疊加原理是關(guān)于靜止電荷相互作用的兩基本定律，應(yīng)用它們?cè)瓌t上可以解決靜電學(xué)中的全部問題?！?電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度早期：電磁理論是超距作用理論9一.電場(chǎng)(electricfield)

電荷周圍存在電場(chǎng)。帶電體或電荷之間的相互作用是通過場(chǎng)來傳遞的。電荷場(chǎng)電荷1.電場(chǎng)的基本性質(zhì)

對(duì)放在其內(nèi)的任何電荷都有作用力

電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷作功

電場(chǎng)能使引入電場(chǎng)中的導(dǎo)體或電介質(zhì)分別產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象或極化現(xiàn)象一.電場(chǎng)(electricfield)電荷102.靜電場(chǎng)相對(duì)于觀察者靜止的定電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)是電磁場(chǎng)的一種特殊形式二.電場(chǎng)強(qiáng)度(electricfieldstrength)空間帶電體，電量為Q描述場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱的物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度——描述電荷在各點(diǎn)受力強(qiáng)弱的物理量——2.靜電場(chǎng)二.電場(chǎng)強(qiáng)度(electricfield11試驗(yàn)電荷條件

電量充分地小

線度足夠地小試驗(yàn)電荷放到場(chǎng)點(diǎn)P處，試驗(yàn)電荷受力為試驗(yàn)表明：確定場(chǎng)點(diǎn)與試驗(yàn)電荷無關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)度定義比值試驗(yàn)電荷條件電量充分地小試驗(yàn)電荷放到場(chǎng)點(diǎn)P處，試驗(yàn)電荷受力12討論

矢量場(chǎng)

量綱國(guó)際單位制單位或

點(diǎn)電荷在外場(chǎng)中受的電場(chǎng)力討論矢量場(chǎng)國(guó)際單位制單位或點(diǎn)電荷在外場(chǎng)中受的電場(chǎng)力13三.電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算1.點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式根據(jù)庫(kù)侖定律和場(chǎng)強(qiáng)的定義

球?qū)ΨQ由庫(kù)侖定律由場(chǎng)強(qiáng)定義討論

從源電荷指向場(chǎng)點(diǎn)

場(chǎng)強(qiáng)方向:正電荷受力方向由上述兩式得三.電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算1.點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式球?qū)ΨQ由庫(kù)侖定律由142.場(chǎng)強(qiáng)疊加原理任意帶電體的場(chǎng)強(qiáng)如果帶電體由n個(gè)點(diǎn)電荷組成，如圖由電力疊加原理由場(chǎng)強(qiáng)定義整理后得或根據(jù)電力疊加原理和場(chǎng)強(qiáng)定義2.場(chǎng)強(qiáng)疊加原理如果帶電體由n個(gè)點(diǎn)電荷組成，如圖由電力疊15若帶電體可看作是電荷連續(xù)分布的，如圖示把帶電體看作是由許多個(gè)電荷元組成，然后利用場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。P電荷密度

體電荷密度矢量積分

面電荷密度

線電荷密度若帶電體可看作是電荷連續(xù)分布的，如圖示把帶電體看作是由許多個(gè)16電偶極矩（電矩）:[例1]電偶極子的電場(chǎng)+Pr+-q+qa電偶極矩（電矩）:[例1]電偶極子的電場(chǎng)+Pr+-q17電偶極子在均勻電場(chǎng)中所受的力矩：+epθff電偶極子在均勻電場(chǎng)中所受的力矩：+epθff18例2、求一均勻帶電直線在O點(diǎn)的電場(chǎng)。已知：

q、a、

1、

2。解題步驟：選電荷元dq=

dl

方向如圖取如圖示坐標(biāo)軸：θxyadll0r

2

1q例2、求一均勻帶電直線在O點(diǎn)的電場(chǎng)。已知：解題步驟：選電荷元19θxyadll0r

2

1qa作變量變換：

θxyadll0r21qa作變量變換：20θxyadll0r

2

1qa

同理：θxyadll0r21qa同理：21當(dāng)帶電直線的長(zhǎng)度

無限長(zhǎng)均勻帶電直線的場(chǎng)強(qiáng)：當(dāng)帶電直線的長(zhǎng)度無限長(zhǎng)均勻帶電直線的場(chǎng)強(qiáng)：22=4例3、求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點(diǎn)x處的電場(chǎng)。xxpdqa設(shè)：q、a、x已知。解：將帶電環(huán)分成無數(shù)dq

=4例3、求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點(diǎn)x處的電場(chǎng)。xxp23ayzx當(dāng)dq

位置發(fā)生變化時(shí)，它所激發(fā)的電場(chǎng)矢量構(gòu)成了一個(gè)圓錐面。Edqd.ayzx當(dāng)dq位置發(fā)生變化時(shí)，它所激發(fā)的電場(chǎng)Edqd.24E=4d例3、求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點(diǎn)x處的電場(chǎng)。xxpdqa設(shè)：q、a、x已知。解：將帶電環(huán)分成無數(shù)dq

由對(duì)稱性可知：E=4d例3、求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點(diǎn)x處的電場(chǎng)。x25xRrrdPx例4、均勻帶電圓盤軸線上的電場(chǎng)。已知：q、R、x。解：將盤分成無數(shù)圓環(huán)如圖示為電荷面密度方向沿盤軸向xRrrdPx例4、均勻帶電圓盤軸線上的電場(chǎng)。已知：q、R26討論：1、當(dāng)R>>x（無限大均勻帶電平面的場(chǎng)強(qiáng)）2、當(dāng)x>>R點(diǎn)電荷電場(chǎng)討論：1、當(dāng)