静电场稳恒电流与电场稳恒磁场电磁场课件

电磁学静电场稳恒电流与电场稳恒磁场电磁场1电磁学静电场1静电场作者张殿凤1电荷库仑定律§2电场强度3高斯定理§4静电场的保守性§5电势梯度§6静电场中的导体§7电介质中的静电场§8电荷在外电场中的静电势能9电荷系的静电能10电场的能量2静电场作者张殿凤1电荷库仑定律§2电场强度3高1电荷库仑定律一、电荷3、物体带电的实质4、电荷守恒定律5、电荷的量子化2、电荷的种类1、物体带电31电荷库仑定律一、电荷3、物体带电的实质4、电荷守恒大小r1、点电荷：2、库仑定律:二、库仑定律:相对于惯性系观察，自由空间（或真空）中两个静止的点电荷之间的作用力（斥力或吸力，同称库仑力）与这两个电荷所带电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。4大小r1、点电荷：2、库仑定律:二、库仑定律:相对于惯性矢量式：式中表示所受的力，此力是由施加的。规定：矢径的方向由指向电量的单位和比例系数k的确定：国际单位制：电流是基本量，电量是导出量5矢量式：式中表示所受的力，此力是由令有理化真空介电常量

真空电容率库仑定律6令有理化真空介电常量真空电容率库仑定律62电场强度一、电场:“超距”作用、“以太”学说“场”人们在长期的实践中，认识到“电磁场”是物质的一种形态，具有能量、动量、质量。二、电场强度：试验电荷的引入有两个条件：电量小、空间小电场强度的定义式：单位或72电场强度一、电场:二、电场强度：电场强度的定义式：单三、场强迭加原理：如果试验电荷处在若干个点电荷所产生的电场时四、电场强度的计算1、点电荷的电场中的场强8三、场强迭加原理：四、电场强度的计算1、点电荷的电场中的场强真空中有一个点电荷，试验电荷。为正：的方向与的方向一致为负：的方向与的方向相反9真空中有一个点电荷，试验电荷。为正：的方向与2、点电荷系电场中的电场：电偶极子：两个大小相等的正负电荷，相距为电偶极子的轴线：连结两电荷的直线轴线的正方向：从负电荷指向正电荷电矩：中垂线一点的电场Epor102、点电荷系电场中的电场：电偶极子：两个大小相等的正负电荷，11113、电荷连续分布的带电体1）、带电体为线分布：例：真空中有一均匀带电直线，长为L，总电量为Q，线外一点p离开直线的垂直距离为a，p点和直线两端的连线与直线之间的夹角分别为和，求p点的场强。0xyarp123、电荷连续分布的带电体1）、带电体为线分布：例：真空中有一0xyarp解：线密度130xyarp解：线密度130xyarp140xyarp141515直线无限长16直线无限长16例：均匀带电圆环，半径为R，带电量为q,求圆环轴线上任一点的电场度。0Rxrp解：17例：均匀带电圆环，半径为R，带电量为q,求圆环轴线0Rxrp方向沿着X轴当时远离环心处的电场也相当于一个点电荷q所产生的电场。18方向沿着X轴当时远离环心处的电场也相当于一个点例：求均匀带电平面外部空间的电场强度，面电荷密度是。xRordrpdE解：平面视为许多同心圆环组成2)、带电体为面分布：19例：求均匀带电平面外部空间的电场强度，面电荷xRordrpd当时，当时20当时，当时203高斯定理一、电力线：画电力线的依据，电力线的性质二、电通量：ss1、2、213高斯定理一、电力线：画电力线的依据，电力线的性质二、电s3、4、对于闭合曲面穿出为正，穿入为负三、高斯定理：22s3、4、对于闭合曲面三、高斯定理：221、电点荷的场，闭合球面。qq2、任意闭合曲面231、电点荷的场，qq2、任意闭合曲面233、闭合曲面不包围电荷4、闭合曲面包围电荷系243、闭合曲面不包围电荷4、闭合曲面包围电荷系24例：求均匀带电球面的电场分布。球面半经为R,带电量为q。oRrRosp解：球外球内E四、高斯定理的应用：解决电荷高度对称分布问题25例：求均匀带电球面的电场分布。球面半经为R,oRrRosp解o例：求均匀带电球体电场分布。球半径为R，带电量为。解：球外，方向球内，0rRE26o例：求均匀带电球体电场分布。球半径为R，带电量为。解：例：半径为R的“无限长”均匀带正电的圆柱面，电荷面密度为，计算柱内外场强。解：rR高斯面内电荷27例：半径为R的“无限长”均匀带正电的圆柱面，解：rR高斯面内例：求无限大均匀带电平面的电场分布。电荷面密度为解：均匀场28例：求无限大均匀带电平面的电场分布。解：均匀场28例：两个平行的无限大均匀带电平面，电荷面密度分别为和。求电场分布解：板外空间板内空间加强29例：两个平行的无限大均匀求电场分布解：板外空间板内空间加强电磁学静电场稳恒电流与电场稳恒磁场电磁场30电磁学静电场1静电场作者张殿凤1电荷库仑定律§2电场强度3高斯定理§4静电场的保守性§5电势梯度§6静电场中的导体§7电介质中的静电场§8电荷在外电场中的静电势能9电荷系的静电能10电场的能量31静电场作者张殿凤1电荷库仑定律§2电场强度3高1电荷库仑定律一、电荷3、物体带电的实质4、电荷守恒定律5、电荷的量子化2、电荷的种类1、物体带电321电荷库仑定律一、电荷3、物体带电的实质4、电荷守恒大小r1、点电荷：2、库仑定律:二、库仑定律:相对于惯性系观察，自由空间（或真空）中两个静止的点电荷之间的作用力（斥力或吸力，同称库仑力）与这两个电荷所带电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。33大小r1、点电荷：2、库仑定律:二、库仑定律:相对于惯性矢量式：式中表示所受的力，此力是由施加的。规定：矢径的方向由指向电量的单位和比例系数k的确定：国际单位制：电流是基本量，电量是导出量34矢量式：式中表示所受的力，此力是由令有理化真空介电常量

真空电容率库仑定律35令有理化真空介电常量真空电容率库仑定律62电场强度一、电场:“超距”作用、“以太”学说“场”人们在长期的实践中，认识到“电磁场”是物质的一种形态，具有能量、动量、质量。二、电场强度：试验电荷的引入有两个条件：电量小、空间小电场强度的定义式：单位或362电场强度一、电场:二、电场强度：电场强度的定义式：单三、场强迭加原理：如果试验电荷处在若干个点电荷所产生的电场时四、电场强度的计算1、点电荷的电场中的场强37三、场强迭加原理：四、电场强度的计算1、点电荷的电场中的场强真空中有一个点电荷，试验电荷。为正：的方向与的方向一致为负：的方向与的方向相反38真空中有一个点电荷，试验电荷。为正：的方向与2、点电荷系电场中的电场：电偶极子：两个大小相等的正负电荷，相距为电偶极子的轴线：连结两电荷的直线轴线的正方向：从负电荷指向正电荷电矩：中垂线一点的电场Epor392、点电荷系电场中的电场：电偶极子：两个大小相等的正负电荷，40113、电荷连续分布的带电体1）、带电体为线分布：例：真空中有一均匀带电直线，长为L，总电量为Q，线外一点p离开直线的垂直距离为a，p点和直线两端的连线与直线之间的夹角分别为和，求p点的场强。0xyarp413、电荷连续分布的带电体1）、带电体为线分布：例：真空中有一0xyarp解：线密度420xyarp解：线密度130xyarp430xyarp144415直线无限长45直线无限长16例：均匀带电圆环，半径为R，带电量为q,求圆环轴线上任一点的电场度。0Rxrp解：46例：均匀带电圆环，半径为R，带电量为q,求圆环轴线0Rxrp方向沿着X轴当时远离环心处的电场也相当于一个点电荷q所产生的电场。47方向沿着X轴当时远离环心处的电场也相当于一个点例：求均匀带电平面外部空间的电场强度，面电荷密度是。xRordrpdE解：平面视为许多同心圆环组成2)、带电体为面分布：48例：求均匀带电平面外部空间的电场强度，面电荷xRordrpd当时，当时49当时，当时203高斯定理一、电力线：画电力线的依据，电力线的性质二、电通量：ss1、2、503高斯定理一、电力线：画电力线的依据，电力线的性质二、电s3、4、对于闭合曲面穿出为正，穿入为负三、高斯定理：51s3、4、对于闭合曲面三、高斯定理：221、电点荷的场，闭合球面。qq2、任意闭合曲面521、电点荷的场，qq2、任意闭合曲面233、闭合曲面不包围电荷4、闭合曲面包围电荷系533、闭合曲面不包围电荷4、闭合曲面包围电荷系24例：求均匀带电球面的电场分布。球面半经为R,带电量为q。oRrRosp解：球外球内E四、高斯定理的应用：解决电荷高度对称分布问题54例：求均匀带电球面的电场分布。球面半经为R,oRrRosp解o例：求均匀带电球体电场分布。球半径为R，带电量为。解：球外，方向球内，0rRE55o例：求均匀带电球体电场分布。球半径为R，带电量为。解：例：半径为R的“无限长”均匀带正电的圆柱面，