电磁学ppt课件

.,1,电磁学,曹庆琪南京大学物理学院,.,2,一、库仑定律二、电场电场强度三、电势电势能四、带电物体的平衡与运动问题,静电场,.,3,电场基本物理量的计算：、U,带电体的受力与能量：、W,带电体的平衡与运动,.,4,一、库仑定律,0=8.8510-12C2N-1m-2(F/m),k=9.0109Nm2C-2,真空介电常数,叠加原理,.,5,例：一均匀带电半球壳，面电荷密度为，半径为R。在其球心处有一带电量为q的点电荷。求该点电荷受到的库仑力。,.,6,二、电场强度,1电场强度定义式:,2电场强度叠加原理,点电荷的电场强度:,.,7,例：电偶极子：等量异种点电荷q和q相距为l，P点与其中心O的距离为r（rl）,（1）当P1点在两电荷连线上时，求P1点的场强；（2）当P2点在两电荷连线的中垂面上时，求P2点的场强；（3）当OP与两电荷连线夹角为时，求P点的场强（近似：当x0）。两球心之间的距离d远大于两球的半径，两球心的连线MN与两球面的相交处都开有足够小的孔，因小孔而损失的电量可以忽略不计，一带负电的质点静止放置在A球左侧某处P点，且在MN直线上。设质点从P点释放后刚好能穿越三个小孔，并通过B球球心。试求质点开始时所在的P点与A球球心的距离x应为多少？,带电质点在A、B之间存在一受力为零的位置，设为S点，其与A、B球心的距离分别为r1、r2。,.,27,若质点从P点静止释放刚好能到达S点，应满足：,若WSWB，则质点通过S点必能通过B点，即应比较P、S点电势能；若WSWB，则质点通过S点未必能通过B点，即应直接比较P、B点电势能；,.,28,解,例：如图所示，在一光滑水平圆桌面上有两个质量、电荷都均匀分布的介质球，两球半径均为a，A球质量为m，所带电荷量为Q，B球质量为4m，所带电荷量为4Q在初始时刻，两球球心距为4a，各有一定的初速度，以使得两球在以后的运动过程中不发生碰撞，且都不会从圆桌面掉落现要求在此前提下尽量减小桌面面积，试求：（1）两球初速度的方向和大小；（2）圆桌面的最小半径假设两球在运动过程中，其所带电荷量始终保持均匀分布：桌面也不发生极化效应已知两个均匀带电球之间的静电相互作用力，等于电荷集中在球心的两个点电荷之间的相互作用力；静电力常量为ke,由题目条件，两球质心应保持不动，设为C点,初始时：,两球间作用力为距离平方反比的吸引力，类似于万有引力，因此在质心系中A、B两球均做椭圆运动。,为满足题目要求，初始时，A、B均应处于椭圆运动的远日点，距质心的距离分别为16a/5和4a/5。A、B均处于椭圆运动的近日点时，相互距离最小，应为2a，此时A、B距质心距离分别为8a/5和2a/5。,.,29,为满足题目要求，初始时，A、B均应处于椭圆运动的远日点，距质心的距离分别为16a/5和4a/5。A、B均处于椭圆运动的近日点时，相互距离最小，应为2a，此时A、B距质心距离分别为8a/5和2a/5。,因此，A球：半长轴,半短轴,B球：半长轴,半短轴,A球椭圆轨道在B球椭圆轨道外侧,.,30,由动量守恒，