电磁学课件-静电场的基本规律.pptVIP

静电场的基本规律 §1.1 电荷 一 电荷是物质的一种属性: 自然界中存在着两种电荷，既正电荷和负电荷。并约定：和丝绢摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同的称为正电荷。另一个和毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷相同的称为负电荷。 二 电荷之间有相互作用力：  同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引。根据这一原理可以制成验电器。 三 物质的电结构及其对物质带电的解释： 物质的电结构，电子带负电，质子带正电。 物质得到或失去电子就显电性。 四 电荷的量子化： 任何带电体的电荷都只能是某一个基本单位的整数倍，这个基本单位就是质子所带的电荷。通常记作e。  电荷的量子化最早实验（1909）证实是美国物理学家密立根的油滴实验。他因此获得了1923年的诺贝尔物理学奖。 关于夸克：盖而曼认为：质子和中子都有内部结构，它们都是由更基本的粒子---带有分数电荷的夸克构成，既夸克模型，然而至今实验未能观察到自由夸克。 五 电荷守恒定律： 是有大量实验证明的；是电荷的一种重要性是物理学重要规律之一。  1.2 库仑定律 一 点电荷： 1. 带电体的大小、形状和电荷的分布对相互作力的影响可以忽略时，或者带电体的线度与它们之间的距离小的多时称其为点电荷。 2.点电荷是抽象出来的概念，是理想化的模型，并非真实存在。但却是问题大为简化，并且具有重要的理论意义和实际意义。 3.一个真实的带电体可否视作点电荷，除上述要求外，还取决于讨论问题的精度。但却没有一  个绝对的标准。 二 适用对象和条件： 相对于惯性系静止的点电荷。 三 定律的表述： 真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力为：  在国际单位制中： 四 迭加原理： 作用在一个点电荷上的总静电力等于其他点单独存在时作用于该电荷上的静电力的矢量和。 迭加原理是由大量事实间接证明的。 五 应用： 主要针对一些特殊问题，如求时的电荷的电量的分配以及电荷之间的间距等。 例题1 将一个点电荷Q分成两个，相对距离为，求等于多少时作用里最大？ 解：设两个点电荷分别为 由库仑定律  1.3 静电场 一电场 1 电场是电荷周围存在的一种特殊物质。 对于电荷之间的相互作用力与两种认识；（1）超距作用；（2）物质间的相互作用。何种认识正确，在电荷静止时没法判断，但当电荷运动时既变化时，实践证明后者是正确的。既场的观点是正确的。 2 静电场：静止电荷周围激发的电场。  3 电场的基本性质：对处在电场中的一切带电体有作用力。 二 电场强度 1、 是描述电场中任一点性质的物理量。它是一个矢量，不仅描述电场对带电体作用力的大小，同时也描述方向。 2、试探电荷：要求一是线度要小，再是所带的电量要少。 3、场强的定义：  由试探电荷去检验电场中的每一点，用库仑定律。实验的结果是，电场中的任一点，其 只与场点有关，而于试探电荷无关。 定义为： 方向是正受力的方向。 是一个空间矢量点函数。凡一个空间矢量点函数就表示一个矢量场。 3、 点电荷在电场中受力为： 知道了电场，就很容易知道电荷的在任一点的受力情况。  4、场强的迭加原理：由场强的定义及迭加原理得到， 三、场强的计算： 1、点电荷激发的电场：由库仑定律可知： 或者 2、点电荷系激发的电场：由迭加原理得  3、连续带电体激发的电场： 对于体电荷分布有： 对于面电荷分布有：  对于线电荷分布有： 四、例题： 例题1. 求均匀带电棒延长线上和中垂线上的电场的分布。其中棒长为2l，带电量为Q。  4 高斯定理： 一 电通量： 定义： 对任一曲面s有 注意： 的正负取决于面法线 的选取。一般对于闭合曲面，选择外法线 为正。 高斯定理： （1）表述：  （2）例证： 静电场 一. 库仑定律 1.基础 电荷：+，- 电荷之间互作用力：同性斥，异性吸 电荷作用力F=(Q1,Q2,R) 电荷转移，电荷守恒 电荷最小电量存在（发现的，独立存在的是e) --------------------------------