大学物理讲义(下)PPT课件

E
F
q0
三. 电场强度叠加原理
点电荷的电场
F
1
40
qr2q0 r0
点电荷系的电场
E qF 0410rq2r0
F k
Ek q0 k
E k
k
4 10q rk2 krk0
点电荷系在某点P 产生的电场强度等于各点电荷单独在该 点产生的电场强度的矢量和。这称为电场强度叠加原理。
连续分布带电体
二 理解静电场的两条基本定理——高斯定理和 环路定理，明确认识静电场是有源场和保守场.
三 掌握用点电荷的电场强度和叠加原理以及高 斯定理求解带电系统电场强度的方法.
9-0 教学基本要求
四 掌握静电平衡的条件，掌握导体处于静电平 衡时的电荷、电势、电场分布.
五 理解电场能量密度的概念，掌握电场能量的 计算.
r
RO dq
Ex
1
40
drq2 coθs
r0
dq
例 已知两杆电荷线密度为，长度为L，相距L
求 两带电直杆间的电场力。
解 dqdx
dq
dqdx
Ox
L
dF4d0(xxdxx)2
dq
2L x 3L x
F23L Ldx0L40(2xdxx)2
2 4 0
ln
4 3
9.2 静电场 电场强度
一. 静电场
早期：电磁理论是超距作用理论 后来: 法拉第提出场的概念
电场的特点 (1) 对位于其中的带电体有力的作用 (2) 带电体在电场中运动,电场力要作功
二. 电场强度
场源电荷 产生电场的电荷
在电场中任一位置处： F1 =
q1
检验电荷
F2
=E
q2
带电量足够小 点电荷
定义： 电场中某点的电场强度的大小等于单 位电荷在该点受力的大小，其方向为 正电荷在该点受力的方向。
9.1 电荷 库仑定律
三. 电q3场受力的力的：叠加F f1f2
对n个点电荷：
q2
q1
F F 1 F 2 .. . F n ...
i
Fi
i
410qr0iq 2i ri0
r1 q 3 r2
f1
f2
对电荷连续分布的带电体
dF
dF
q0dq
r0
40r2
r
q0
Q
F
Q4q0d0qr2
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
教学计划
第五版教材下册（58+机动2）
内容
章节
课时
第九章
14+2
电磁学
34+6
第十章
12+2
第十一章
8+2
狭义相对论 4
第十四章
4
量子物理
8
第十五章
8
固体物理
4+2
第十六章
4+2
《电磁学》绪论
F12
kqr1q22
r102
9.1 电荷 库仑定律
q1 F12
q2
r
r12
k 1
4 0
0 真空中的电容率（介电常数）
0 8 .85 14 8 8 7 1 2 1 0 2 F/m
F
1
40
q1q2 r2
r0
讨论：
(1) 库仑定律适用于真空中的点电荷； (2) 库仑力满足牛顿第三定律；
(3) 一般 F电F万
dE
1
40
drq2 r0
E
dq
40r2
r0
r dq
dE
PLeabharlann dq dl （线分） 布
dS （面分布） dV （体分布）
: 线密度 : 面密度 : 体密度
例 求电偶极子在延长线上和中垂线上一点产生的电场强度。
解 在E E E E 中 垂E 42 4 E 线4 0 上cE (0 (x2 0xo 2(qxE x pq sll42 l24)E 22)0 )i2(2q xEi224 xl2l04(q4r)q P220 irOl3l2令4)：q电EE偶Eq极P E矩lEPrpxqql
dEx 40acosd
dEy
sind 40a
Ex
dEx
θ2 θ1
coθsdθ
40a
40a(sθ in 2siθn1)
Ey
dEy
θ2 θ1
40asinθdθ
40a(cθ o1 scoθ2s)
讨论
(1) a >> L 杆可以看成点电荷
Ex 0
Ey
λL
40a2
(2) 无限长直导线
θ1 0 θ2
1e 3
2e 3
3. 守恒性
在一个孤立系统中总电荷量是不变的。即在任何时刻系统
中的正电荷与负电荷的代数和保持不变，这称为电荷守恒
定律。
4. 相对论不变性 电荷的电量与它的运动状态无关
二. 库仑定律
9.1 电荷 库仑定律
1. 点电荷 当带电体的大小、形状 与带电体间的距离相比可以忽略时,
就可把带电体视为一个带电的几何点。 (一种理想模型)
六 了解电介质的极化机理，掌握电位移矢量和 电场强度的关系.理解电介质中的高斯定理，并会用 它来计算电介质中对称电场的电场强度.
9.1 电荷 库仑定律
一.电荷
1. 正负性
2. 量子性
Qne e ( 1 .61 02 8 2 0 .0 90 06 0 ) 0 1 4 1 C 0 9
盖尔—曼提出夸克模型 :
2. 库仑定律 处在静止状态的两个点电荷，在真空（空气）中的相互作用 力的大小，与每个点电荷的电量成正比，与两个点电荷间距 离的平方成反比，作用力的方向沿着两个点电荷的连线。
电荷q1 对q2 的作用力F21
F21
k
q1q2 r2
F21kqr1q22 r201
q1
r
r21
q2 F21
电荷q2对q1的作用力F12
电磁学是研究电磁运动的一门科学。 感生电场
电荷和电场
位移电流
基 本 关 系
电流和磁场 二条基本假设 麦克斯韦 电荷和电流 三个实验基础 方程组
电场和磁场
库仑定律
毕奥—萨伐尔定律
法拉第电磁感应定律
第9章 静电场
图为1930年E.O.劳伦斯制成的世界上第一台回旋加速器
9-0 教学基本要求
强度和一电掌势握的描概述念静，电理场解的电两场个强基度本E物是理矢量量—点—函电数场， 而电势V 则是标量点函数.
Ex 0
2
Ey
λ 2ε 0a
x
y
dE
dE y
P
dEx
r
a1
dq O
例 半径为R 的均匀带电细圆环，带电量为q
求 圆环轴线上任一点P 的电场强度
解
dqdl
dE
1
EdE410
40
dqr0 r2
drq2 r0
dE dEsiθn dExdEcoθs
圆环上电荷分布关于x 轴对称 E 0
x dE
dEx
P dE
例 长为L的均匀带电直杆，电荷线密度为
求 它在空间一点P产生的电场强度（P点到杆的垂直距离为a)
解 dqdx
dE
1
40
dx
r2
y
dE
dE y
dExdEcosdEydEsin
P
dEx
由图上的几何关系
2
xataθn ()aco θt x 2
r
a1
dq O
d xac2 sθd c θ
r2 a 2 x 2 a 2 c2 sc