物理课件07静电场01

经典电磁理论简史
17世纪————1919世纪
古代中国指南针1600年（英）吉伯特年（英）吉伯特《《论磁石论磁石》》
1672年（德）格里克第一台起电机（摩擦起电）1729年（英）格雷证明人体导电
1745年（荷兰）克莱斯特发明莱顿瓶
17851785——————17991799年（法）库仑定律
1750
年富兰克林研究闪电
*电流的发现
1791年(意大利)伽伐尼
论肌肉运动中的电作用》》
伽伐尼《《论肌肉运动中的电作用1791年（意大利）伏打电池
*法拉第电解定律：电化克当量96500库仑/克*欧姆定律：U=IR
*焦耳定律：P=IR2
*电磁的相互转化
有意识地寻找
19世纪人们普遍接受自然力统一的观点1820年（丹麦）奥斯特发现通电直导线的磁场1820年（法）安培发现通电导线之间的磁场
安培定律（相互作用）分子电流
1820年，毕奥－萨伐尔定律
1831年，法拉第电磁感应定律
1865年，麦克斯韦电磁理论
统一电磁理论（电、磁、光的统一）实现了人类对自然认识的又一次综合，标志经典物理学的成熟。

经典电磁理论对当时社会生产起到巨大推动力作用，而社会生产实践反过来对电磁理论提出了新的挑战。

此后，经典电磁理论发展成现代的电磁理论。

第7章静电场
电荷
7.1 电荷
7.1
库仑定律与静电场的计算
7.2 库仑定律与静电场的计算
7.2
7.3
电场和电场强度
7.3 电场和电场强度
静止的点电荷的电场及其叠加7.4
7.4 静止的点电荷的电场及其叠加7.5
电场线和电通量
7.5 电场线和电通量
高斯定理
7.6
7.6 高斯定理
利用高斯定理求静电场分布7.7
7.7 利用高斯定理求静电场分布
⑴两种电荷 +e; -e positive negative
7.1 电荷 Electric Charge ⑵电荷量子化：电荷量子化：Q=ne
Q=ne 基本单位基本单位e=1.602 ×10-19 C (库仑库仑)
) 宏观物体宏观物体宏观物体Q>>e ,Q>>e ,Q>>e ,近似连续分布
近似连续分布⑶电荷守恒定律
⑷电荷的相对论不变性 在不同参照系观察同一粒子Q 不变
⑸点电荷点电荷 理想模型
理想模型
1、电荷
电磁力
电磁力 电荷有正负性
电荷有正负性 电量：物体荷电多少的量度。

是使物质之间产生电相互作用的一种属性。

带电体间的相互作用；　电磁力是长程力。

电磁力有电磁力有 吸引吸引 和和 排斥，可屏蔽排斥，可屏蔽 。

正电（玻璃带电），负电（树脂带电）
3、电荷守恒定律
2、电荷量子化
　在一孤立系统内，该系统的正负电量代数和保持不变。

在一孤立系统内，该系统的正负电量代数和保持不变。

物体所带电荷不是以连续方式出现，而是电荷的最小单元
（e=1.60e=1.60×
×10－19库仑）的整数倍。

即q=ne n=1.2.3……。

5、点电荷
意义：意义：意义：带电体带电体带电体的一种理想模型。

如果在研究的问题中，带
的一种理想模型。

如果在研究的问题中，带电体的形状电体的形状 、大小可以忽略不计、大小可以忽略不计
，即可将它看作是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷。

一个实际的带电体能否看作点电荷，不仅和带电体本身有一个实际的带电体能否看作点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的要求。

与质点质点、
、刚体等概念一样，点电荷是实际带电体的抽象和近似，它是建立具有普遍意义的基本规律的不可或缺的理想模型，又是把复杂多样的实际问题转化或分解为基本问题时必不可少的分析手段。

例如，例如，库仑定律库仑定律库仑定律、洛伦兹力公式的建立，带电体产生的电场、洛伦兹力公式的建立，带电体产生的电场以及带电体之间相互作用的定量研究，试验电荷的引入等
等，都离不开点电荷。

等，都离不开点电荷。

+
极 光在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。

太阳风是太阳喷射出的带电。

太阳风是太阳喷射出的带电粒子粒子粒子，是一束可以，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。

太阳风在地球上空环
绕地球流动，以大约每秒绕地球流动，以大约每秒400400400公里的速度撞击公里的速度撞击公里的速度撞击地球磁场地球磁场地球磁场。

地球。

地球磁场磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降，进入地球的两极地区。

两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。

在南极地区形成的叫南极光。

在北极地区形成的叫北极光。

•太阳黑子喷射物基本由原子和各种带点粒子组成。

这些粒子可以抵达地球，当它们穿过大气层时形成电离层。

可以在南北两极看到极光！
注意：
⑴并非一定有q0才有E，反映场的特性。

⑵q0可正可负,一般用单位试验电荷q0=1C。

⑶E一般与所在位置有关。

⑷q0在外场E中所受电场力为F=q0E。

【匀强电场】
在电场中，各个点的电场强度的大小和方向均相同的场叫匀强电场。

在匀强电势中的等势面是垂直于电力线的一族互相平行的平面。

在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。

即场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势降落。

电场方向上的变化是均匀的。

无限长带电直线θ2
θ1
a
p •θ1=0, θ2=π
=x E a
E y 02πελ=
柱对称。