1目錄第6章靜電場第7章穩(wěn)恒電流的磁場第8章電磁感應(yīng)與電磁場第1頁/共33頁第一頁，共34頁。2第6章靜電場

§1庫侖定律

§2電場電場強(qiáng)度

§3靜電場的高斯定理

§4靜電場的環(huán)路定理電勢(shì)第2頁/共33頁第二頁，共34頁。3§1庫侖定律一、基本認(rèn)識(shí)二、庫侖定律第3頁/共33頁第三頁，共34頁。41.對(duì)電荷的基本認(rèn)識(shí)兩種－－正負(fù)電荷量子化

§1庫侖定律一、基本認(rèn)識(shí)第4頁/共33頁第四頁，共34頁。52.基本實(shí)驗(yàn)規(guī)律

1）電荷守恒定律2）電力疊加原理3）庫侖定律從施力電荷指向受力電荷第5頁/共33頁第五頁，共34頁。6二、庫侖定律

1785年，庫侖通過扭稱實(shí)驗(yàn)得到。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。第6頁/共33頁第六頁，共34頁。7從施力電荷指向受力電荷若兩電荷同號(hào)斥力若兩電荷異號(hào)吸引力方向方向第7頁/共33頁第七頁，共34頁。82.物理上如何處理K的取值一般情況下根據(jù)單位制來處理K的取值問題：

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

2)如果關(guān)系式中尚有別的量未確定單位，為了使定律的形式簡捷就令K=1。K是無量綱的量如牛頓第二定律中的K第8頁/共33頁第八頁，共34頁。9第二種

高斯制中當(dāng)時(shí)電量的單位尚未確定

令

K=1

庫侖定律的形式簡單庫侖定律中的K有兩種取法第一種

國際單位制中第9頁/共33頁第九頁，共34頁。10施力受力3.SI中庫侖定律的常用形式令真空中的介電常數(shù)或真空電容率第10頁/共33頁第十頁，共34頁。11§2電場電場強(qiáng)度一、電場二、電場強(qiáng)度三、電場強(qiáng)度的計(jì)算第11頁/共33頁第十一頁，共34頁。12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的概念一、電場(electricfield)

電荷周圍存在電場1.電場的宏觀表現(xiàn)對(duì)放其內(nèi)的任何電荷都有作用力電場力對(duì)移動(dòng)電荷作功（電場強(qiáng)度）（電勢(shì)）第12頁/共33頁第十二頁，共34頁。132.靜電場

相對(duì)于觀察者靜止的電荷產(chǎn)生的電場是電磁場的一種特殊形式二、電場強(qiáng)度電量為Q的帶電體在空間產(chǎn)生電場描述場中各點(diǎn)電場強(qiáng)弱的物理量是電場強(qiáng)度第13頁/共33頁第十三頁，共34頁。14思考試驗(yàn)電荷必須滿足兩小：電量充分地小線度足夠地小試驗(yàn)電荷放到場點(diǎn)P處，試驗(yàn)電荷受力為試驗(yàn)表明：確定場點(diǎn)比值與試驗(yàn)電荷無關(guān)電場強(qiáng)度定義定義方法：為什么？第14頁/共33頁第十四頁，共34頁。15討論1)2)矢量場3)SI中單位4)電荷在場中受的電場力點(diǎn)電荷在外場中受的電場力或一般帶電體在外場中受力第15頁/共33頁第十五頁，共34頁。16三、電場強(qiáng)度的計(jì)算1.點(diǎn)電荷Q的場強(qiáng)公式要解決的問題是：場源點(diǎn)電荷Q的場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度。解決的辦法：根據(jù)庫侖定律和場強(qiáng)的定義。由庫侖定律有，首先，將試驗(yàn)點(diǎn)電荷q放置場點(diǎn)P處第16頁/共33頁第十六頁，共34頁。171)

球?qū)ΨQ由庫侖定律由場強(qiáng)定義討論2)場強(qiáng)方向：正電荷受力方向由上述兩式得第17頁/共33頁第十七頁，共34頁。182.場強(qiáng)疊加原理任意帶電體的場強(qiáng)1）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強(qiáng)定義整理后得或根據(jù)電力疊加原理和場強(qiáng)定義第18頁/共33頁第十八頁，共34頁。192）如果帶電體電荷連續(xù)分布，如圖把帶電體看作是由許多個(gè)電荷元組成，然后利用場強(qiáng)疊加原理求解。P第19頁/共33頁第十九頁，共34頁。20體電荷密度面電荷密度線電荷密度電荷密度第20頁/共33頁第二十頁，共34頁。21例1電偶極子的場

首先看一對(duì)相距為l的等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度：根據(jù)場強(qiáng)疊加原理：第21頁/共33頁第二十一頁，共34頁。22若從電荷連線的中點(diǎn)向場點(diǎn)P畫一位矢且滿足：r>>l的條件，則這一對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷叫做電偶極子(electricdipole)描述的物理量是電偶極矩(electricmoment)，定義式：方向：從負(fù)點(diǎn)電荷指向正點(diǎn)電荷第22頁/共33頁第二十二頁，共34頁。23再利用電偶極子必須滿足r>>l的條件得：電偶極子的場強(qiáng)：由一對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的場出發(fā)：第23頁/共33頁第二十三頁，共34頁。24特殊情況：1）連線上，正電荷右側(cè)一點(diǎn)P的場強(qiáng)第24頁/共33頁第二十四頁，共34頁。25中垂線上的一點(diǎn)第25頁/共33頁第二十五頁，共34頁。26

解：建坐標(biāo)如圖

例2長為l的均勻帶電直線，電荷線密度為求：如圖所示P點(diǎn)的電場強(qiáng)度在坐標(biāo)x處取一長度為dx

的電荷元電量為電荷元到場點(diǎn)P距離為r第26頁/共33頁第二十六頁，共34頁。27電荷元dx在P點(diǎn)的場強(qiáng)方向如圖所示大小為第27頁/共33頁第二十七頁，共34頁。28各電荷元在P點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致場強(qiáng)大小直接相加自解方向：導(dǎo)線延線第28頁/共33頁第二十八頁，共34頁。29例3均勻帶電圓環(huán)軸線上的場解：在圓環(huán)上任取電荷元由對(duì)稱性分析知垂直x軸的場強(qiáng)為0第29頁/共33頁第二十九頁，共34頁。30若

x>>R

，則過渡到點(diǎn)電荷的公式說明：點(diǎn)電荷模型使用的條件第30頁/共33頁第三十頁，共34頁。31例4

求電偶極子在電場中的力和力矩如圖，解：正負(fù)電荷受力：系統(tǒng)質(zhì)心速度不變各力對(duì)質(zhì)心的力矩該力矩總是使電矩轉(zhuǎn)向場強(qiáng)的方向第31頁/共33頁第三十一頁，共34頁。32點(diǎn)電荷電偶極子無限長帶電線(柱面柱體）無限大帶電面（板）r>>dr>>lr<<Lr<<dPPPP理想模型條件帶電體P場點(diǎn)第32頁/共33頁第三十二頁，共34頁。33感謝您的觀看！第33頁/共33頁第三十三頁，共34頁。內(nèi)容總結(jié)1。§3靜電場的高斯定理。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