库伦定理电场强度.ppt

电磁学,经典电磁理论简史,17世纪19世纪,古代中国指南针 1600年（英）吉伯特论磁石,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,17851799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 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,19世纪人们普遍接受自然力统一的观点,有意识地寻找,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,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。,1820年，毕奥萨伐尔定律,内容： 一.静电场及基本性质 二.稳恒电流的磁场及基本性质 三.电磁感应现象及规律 四.Maxwell电磁场方程组 思路：实验规律,静电场,电荷 电场和电场强度 库仑定律与静电场的计算 电场线和电通量 高斯定理 利用高斯定理求静电场分布 导体的静电平衡 电场对电荷的作用力,两种电荷 +e; -e positive negative,电荷 Electric Charge,电荷量子化：Q=ne 基本单位e=1.602 10-19 C(库仑) 宏观物体Qe ,近似连续分布,电荷守恒定律,电荷的相对论不变性 在不同参照系观察同一粒子Q不变,点电荷 理想模型,带电木梳吸水,海底探雷,静电除尘,静电喷漆,试验,电场强度,电场,电荷,电荷,场源,电场和电场强度,早期：电磁理论是超距作用理论 后来: 法拉第提出近距作用 并提出力线和场的概念,电场 (electric field) 电荷周围存在电场 1. 电场的宏观表现 对放其内的任何电荷都有作用力 电场力对移动电荷作功,（电场强度） （电势）,注意： 并非一定有q0才有E，反映场的特性。 q0可正可负,一般用单位试验电荷q0=1C。 E一般与所在位置有关。 q0在外场E中所受电场力为F= q0E 。,电场叠加原理： 某点电场强度等于每个电荷单独存在时在该点所产生的电场强度的矢量和。,实验： 0 = 8.8510-12 C2N-1m-2 真空介电常数,库仑定律与静电场的计算,库仑定律 1785年，库仑通过扭称实验得到。 1.表述,在真空中， 两个静止点电荷之间的相互作用 力大小，与它们的电量的乘积成正比，与它们 之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着它 们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。,电力叠加原理： 两个点电荷之间的相互作用力不因第三个点电荷的存在而改变,因此，多个点电荷对某一点电荷的作用力 等于各个点电荷单独存在时对该点电荷的 作用力的矢量和。,特点：非均匀,而且 球对称分布。,1. 点电荷Q激发的电场,真空,+Q,若Q为负电荷？,静止点电荷的电场及其叠加,2. 点电荷系(Q1,Q2QiQn)的电场,方向：由n个矢量合成。,qo,Q1,场强迭加原理：,Q2,Q3,例求电偶极子在中垂线上的p点的E大小。,把连续带电体q看作由点电荷dq组成,取元dq:,线分布,面分布,体分布,3. 带电体q的电场,求dE:,一般大小和方向不同的。,各dq 在场点p所激发的dE，,q,求E :,大小：,方向：指出与某坐标的夹角,2.对同一方向的分量求和:,求整个带电体q在场点p产生的E,可考虑对称性,1.将 分解为dEx，dEy，dEz,解: 取dq=ldl,整段棒激发的E：,dq激发的dE:,大小方向均各异,例已知 l、q1、q2、a 求均匀带电细棒所激发的P处电场。,无限长带电直线,q1=0, q2=p,有限长 带电直线 在 点,柱对称,例求均匀带电圆环在轴线上任一点p的场强已知 R 、q,解取dq,整个圆环q激发的电场E dEx= dE cos,x,o,p,dq激发的dE大小:,dEy= dE sin,环心处E=？,=0,已知s、R 解： 取元dq=sdS,方向x,例均匀带电圆盘在轴线上一点场强,各dq激发,x,=s2prdr,整个圆盘,均匀带电圆盘在轴线上一点场强：,思考：能否由上述结论，求无限大均匀带电平面s外一点场强？,两块等量异号？,均匀场,作业,补充：半径为R的圆形带电导线，其带电线密度为=0cos。求圆心o的电场强度大小及方向。,O,解： 取元dq=dl= Rd,例半径为R的圆形带电导线， 其带电线密度为=0cos。 求圆心o的