说明物理静电.pptx

电磁学;第九章;1820年;电磁学内容; §1 物质电结构 库仑定律;讨论： （1）电荷产生的物理原因 物质电结构 电荷守恒;（2）自然界只存在两种电荷。电荷之间有相互作用，同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。;;数学表达式：;在氢原子内,电子和质子的间距为 , 比较它们之间电库仑作用和万有引力;电荷; §2 静电场 电场强度;讨论：;;;;;2、点电荷系的电场;电偶极子的定义：;;;;;;;;讨论：;b. 电荷元：;例2. 设真空中有一均匀带电直线，长为L ,总电量为Q，线外有一P 点，离开直线的垂直距离为d , P 点和直线两端的连线之间的夹角分别为?1 ，?2 ，如图所示，求P点的场强;;;;;特例：;;;;练习;讨论：;;;思考题：正负两无限大平板1、2、3处的电场强度？;-s;电场线 表示电场方向：曲线上每一点的切向为该点的场强方向;电场强度通量;(1)均匀场中垂直于E 方向的平面;(3)任一曲面在非均匀场中;对于闭合曲面;二、高斯(Gauss)定理;讨论：;;说明： （1）通过S’ 的电通量为;（2）若电荷在面外，则电通 量为零。;（3）将上述结论推广;（1）Gauss定理是库仑定律的直接结果，是静电场的基本定理之一 ，说明静电场是有源场；正电 荷是源头；负电荷是尾闾。;（2）穿过任一闭合曲面的 E 通量仅仅决定于曲面包围的电荷的代数和；而曲面各点的场强由空间整个电荷分布决定。;;三、高斯定理的应用;1、均匀带电球壳的电场;(1) r R;R;r;2、电荷均匀分布的带电球体的电场;高斯面;2,电荷均匀分布的带电球体的电场;;;3、均匀带电无限大平面的电场;3、均匀带电无限大平面的电场;4、均匀带电圆柱面的电场。 沿轴线方向单位长度带电量为;4、均匀带电圆柱面的电场。 沿轴线方向单位长度带电量为;4、均匀带电圆柱面的电场。 沿轴线方向单位长度带电量为;4、均匀带电圆柱面的电场。 沿轴线方向单位长度带电量为; §4 静电场的环路定理 电势;;;(2)环路定理;二 、电势能，电势;讨论：;（2）电势能是标量，有正、负之分;电场中任意两点a,b的电势差;三、 电势的计算;;（2）点电荷系;（3）任意带电体;例1：如图A,B两点分别放有点电荷+q,-q （1）把点电荷q0从O点沿半圆弧OCD移到D点，电场力作功多少？ （2）把点电荷q0从D点沿AB延长线移到无穷远时，电场力作功？;选无穷远为电势零点;;[例2] 求一均匀带电圆环轴线上一点的电势。已知 q,R,x;q;q;例3，计算均匀带电球面电场中电势;;;电势分布曲线。;;计算电势的两种方法：;;;; 练习 边长为0.3m的等边三角形ABC，在顶点A、B处各有一电荷量为q的负点电荷，则C点电场强度大小为 ，电势为 。;四、 等势面与电场线;（2）静电场;;电平行板电容器电场的等势面;等势面与电场线的关系两点结论：;设AB为一等势面，电荷q在等势面上移动 ,设 与 交角为q;§5 电场强度与电势梯度的关系;一、电势方向导数与电场强度;方法一：;方法二;即:;即，电场中某点的电场强度在某一方向上的分量，等于该点电势在该方向上的导数的负值。;如果 l 选 x,或 y, 或 z方向;二、电势梯度;例：已知一均匀带电圆环，其轴心上一点电势;q