物理大物静电场-1

1、物理学是研究物质的基本结构、物质间的相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。“物理”“格物致理”就在于-物理学的最大它能够让解所处的透过物理学习，学会运用物理去分析、解决问题才是大学物理教学的重点所在。搞好与中学物理知识的衔接； 要做好数学知识的储备 ；要适当记笔记 ；练习的重要性。曾写信给他的学生，告诫他：“要勤奋地去做练习，你才会发现，哪些你已理解，哪些你还没有理解。”1课程安排：第一部分：电磁学其中包括静电场（书第7章）、恒定磁场（书第8章）、电磁感应和电磁场（书第9、10章）；第二部分：相对论基础（书第6章）；第三部分：量子物理学基础包括书上第19、20、21章参考

2、书：普通物理学大学物理学2：于杰3成绩分配：平时成绩20%，期末80%平时成绩包括：作业、随堂小考、出勤情况期末题型：选择题、填空题、计算题、问答题注意：认真听课，按时交作业；作业上的提交日期必须标上。4通知：1 . 各自然班长下课后到A区传达室领作业本，每本8元，周三收齐交给我；2. 暂定每周一收作业。3.不要平时成绩的重修生要在课程结束前向主讲教师提出申请。5电磁学是研究物质间电磁相互作用及电磁场产生、变化和运动规律的一门学科。研究内容主要包括：电荷和电生电场和磁场的规律、电场和磁场的相互联系、电磁场对电荷和电流的作用、电磁 场对实物的作用及所引起的各种效应等。按字义理解，所谓“场”是指某

3、种物理量在空间的一种分布。例如：温度场、速度场等，而温度和速度就称为相应的场量。在物理学中，“场”是指物质的一种特殊形态。实物和场是物质的两种存在形态，它们具有不同的性质、特征和不同的运动规律。1-1 电场 电场强度61.1电场电场强度1.2定理1.3场强环路定理电势1.4静电场中的导体和电介质1.5电容电容器静电场的能量* 1.6恒定电场1-1 电场 电场强度71 -1电场电场强度一.基本电现象电荷：表示物体所带电荷多少的物理量叫作电荷1、电荷量，简称电荷，用q或Q表示，(C)。是1）电荷的种类 只有正负两种电子 - e 0,同向，方程说明1排斥2rF12F 210 0斥力22(b)q1和q

4、2异性，则q1 q2l，Bpv电偶极矩q lrEA ElvE求：A点及B点的场强OAxr设+q和-q 的场强 分别为 E 和E解：A点EvqqEvii4 (r l )2 l4 0 (r2)20224EvivqEA El4 0 (r 2 )E2lOArxEv q iv(r l )2402vEv 1 2ql iv14 0qqEAi41Ar32 p l2 l20 (r (r )2)2iv2qrl4r30ll4 0r(1 )2r(1 )2r42225 1q对B点：EE4(r2 l 24)0cos l 2E E2Ecosx2l2r4yE y 0EEyyE 2EcosEBB 1qlEB4l 23(r 20

5、)2E4lpvv 1 p144EBr3r 3l00263.连续分布带电体的场强dEv 1dq rvP电荷元的场强40r 20dqEv dEv dqrv 4总场强0r2 lim q0 dq:dl （线分布）线密度ldll 0q dq limdq dSdV:（面分布）面密度SdS dqS 0lim q（体分布） : 体密度VdVV 027例7.3求一均匀带电直线在P点的电场已知： q 、 a 、1、2、。ydEy 解题步骤1. 选电荷d元dEqdldEx2.确定dE 的大小Pardl1dE 4x21r 20OdldEy dE sinlv3. 判断dE方向。建立坐标，将dE 投影到坐标轴上dEx d

6、E cos4.积分变量28ydEy选作为积分变量cotdl acota( a 2)Ed c2xdExOl2r2ra 22 a2 a2a2 cot12csc1qdlldl cos dE4xr 20 cos acsc 2ddcos 4aa224csc0029dl sin 1dEsin dy44 ar 200 2 ydE dEx Excosad410dEy sin1)(sinx a24dEOa0 x 2rsindaEy dEy 24110 (cos cosq)dll4 a120arctan(E1-1 电场 电场强度E)E 2013-9-162x2yEEyx30E (sinE (coscossin)y

7、4 a124 ax2100 0,0 当直线长度L 或a12 0ExE Ey2 a0E 无限长均匀带电直线的场强20a当当00, E,E方向垂直带电导体向外，y 0,Ey 0,E 方向垂直带电导体。31例7.4求一均匀带电圆环轴线上任一点 x处的电场。已知： q 、a 、 x。dq dldqyq2ardlapdE/xdqdE x4r 20dEd Ez dEidE /dEdEy jdEzk32当dq位置发生变化时，它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。ydqaxdEzE y Ez 0由对称性33.E d E/dqy d E coscos x rr (a2 x2)1 2adEp/xxdEd EzE 1

8、qdl cos1qcos 402a r24r 22 a0 1 qx4 x 2 )3 2(a 2034E xqi34(x2 a2) 20Ev ivxq2 324x(a2)00， E的方向沿x轴正向 0， E的方向沿x轴负向（1）当q当q（2）当x=0,即在圆环中心处，E 0当 xaE 0aqdE 0时x2E Emax2a 2dx34( a 2 )20235（3）当 x a 时，x2 a2 x21qE 42x0这时，可以把带电圆环看作一个点电荷，这正反映了点电荷概念的相对性。36例7.5 求均匀带电圆盘轴线上任一点的电场。已知：q、 R、 x求：Ep解：细圆环所带电量为r2 x2dERqR2rdq

9、 2rdr由上题结论知： drPx1xdqdE 4x x 2 ) 3(r 2202rdr4 0 (r2 x 2 )3220 x xrdr(1)R0E dE 2(r2 x2)3R2x22037 xE1( )2R2x 201. 当Rx时，即P点接近O点时E （无限大均匀带电平面的场强）20 0 038E ( 1 x )2R2x 202. 当Rxx 1R21R (1)2 1 )2(2xx2R22xE (1 x) (1 1 1 (R2) 22R x222x00q此时可视为点电荷的场强。4x 2039课堂练习1.求均匀带电半圆环圆心处的 E，已知R、dqdE Y电荷元dq产生的场4R20dq dEy 0

10、根据对称性doE dE dE sin Rd sinRXx4R2dE00(cos)4R22R00402.求均匀带电一细圆弧圆心处的场强，已知 ,RYdl取电荷元dq则 dE 4R20dl dEx 0由对称性ddlR2 cosE dEy 4R0OdEX 2 R cos 22d sinR42R 2000方向：沿Y轴负向415 两块无限大均匀带电平面，已知电荷面密度为，计算场强分布。解：由场强叠加原理 2 两板之间：E E E2EEE00两板之外： E=0EEE42七.带电体在外电场中所受的力Fq EFEdq：如图已知q、d、S课堂2q2f求两板间的所用力f24dS000d43练习 .计算电偶极子在均匀电场中所受的合力和合力矩