电磁场期末复习课件

真空中的静电场

静电场中的导体静电场中的电介质真空中恒定电流的磁场真空中的静电场11.掌握电场强度、电通量的概念正确理解场强叠加原理.2.掌握用点电荷场强公式及场强叠加原理求场强的方法.3.正确理解高斯定理.掌握用求场强的方法.4.理解场强的保守性.掌握电势差和电势的概念,掌握电势叠加原理.5.掌握已知电荷分布求电势的方法.6.掌握电势与场强的积分关系,理解电势与场强的微分关系.一教学要求7.掌握导体静电平衡条件,并能用来确定典型导体的电荷分布.8.掌握导体电容的物理意义,掌握电容器电容的定义和计算方法.9.了解电介质的静电性质,能熟练运用有介质时的高斯定理计算充满均匀介质或电介质表面是等势面的电场的场强.10.理解静电场储能的概念,掌握电容器储能和由电场能量密度计算某些对称分布电场的能量.1.掌握电场强度、电通量的概念正确理解场强叠加原理.2.21.掌握导体静电平衡条件,并能用来确定典型导体的电荷分布.2.掌握导体电容的物理意义,掌握电容器电容的定义和计算方法.3.了解电介质的静电性质,能熟练运用有介质时的高斯定理计算充满均匀介质或电介质表面是等势面的电场的场强.4.理解静电场储能的概念,掌握电容器储能和由电场能量密度计算某些对称分布电场的能量.1.掌握导体静电平衡条件,并能用来确定典型导体的31.基本概念(1)电场强度定义(2)电通量(3)电势2.基本的定律和定理(1)库仑定律(2)电荷守恒定律(3)高斯定理真空中的静电场基本概念和规律1.基本概念(1)电场强度定义(2)电通量4(4)静电场的环流定理(5)叠加原理电场强度:(点电荷系)电势:(点电荷系)(4)静电场的环流定理(5)叠加原理电场强度:(点电荷系)电5电荷具有一定分布的情况下,用电荷密度表示dq.电荷线密度:电荷面密度:电荷体密度:(化为分量式计算)(6)电场强度等于电势的负梯度电荷具有一定分布的情况下,用电荷密度表示dq.电荷线密度:电61.导体静电平衡的条件(1)用电场强度描述(2)用电势描述:整个导体是等势体,表面是等势面.导体内部任一点的电场强度为零导体表面上任一点的电场强度垂直于该点的表面.(3)用电荷分布描述:导体内部没有电荷,电荷只分布在导体表面.且静电场中的导体和电介质基本概念和规律1.导体静电平衡的条件(1)用电场强度描述(72.有介质存在时的电场当电场充满均匀介质或电介质表面是等势面时,介质中任一点的电场强度3.有介质时的高斯定理其中为高斯面内所有自由电荷的代数和2.有介质存在时的电场当电场充满84.电容孤立导体的电容:电容器的电容:平行板电容器的电容:球形电容器的电容:同轴圆柱形电容器的电容:4.电容孤立导体的电容:电容器的电容:平行板电容器的电容:95.电场的能量(1)电场的能量密度:(2)任意电场的能量:(3)电容器的能量:5.电场的能量(1)电场的能量密度:(2)任10真空中恒定电流的磁场基本概念和规律磁感应强度的方向定义如图:定义的大小为B=Fm/qvB的单位:特斯拉(T)毕奥-萨伐尔定律IP对载流导线L的磁场

真空中恒定电流的磁场基本概念和规律磁感应强度的方向定义如图:11安培环路定理磁场的高斯定理安培环路定理磁场的高斯定理12

已知电荷分布求场强的方法(1)点电荷电场的叠加(2)高斯定理求特殊对称电荷电场(3)已知电荷电场的分布,叠加求较复杂电荷电场.(4)已知电势的分布,用微分(梯度)求电场强度.

已知电荷分布求电势的方法(1)点电荷电势的叠加(2)利用电场强度的线积分(3)已知场源电荷电势的分布,叠加求较复杂电荷的电势已知电荷分布求场强的方法(1)点电荷电场的叠加(13几种典型带电体的电场强度和电势(1)点电荷及球对称电荷以外空间(2)无限长均匀带电圆柱面(3)无限大均匀带电平面外几种典型带电体的电场强度和电势(1)点电荷及球对称电荷以外空14(4)均匀带电圆环轴线上6.电势差7.电场力的功(4)均匀带电圆环轴线上6.电势差7.电场力的功15三种典型电容器的电容.(1)平行板电容器(2)圆柱形电容器的电容(3)球形电容器的电容三种典型电容器的电容.(1)平行板电容器(2)圆柱形电容器的16(4)电介质电容器的电容设空气电容器的电容为C0,当电介质充满电容器时,电介质电容器的电容:C=rC0其中r称为电介质的相对电容率,r=C/C0.实验定律.rrair=1.00059(0oC，1atm)C0C(4)电介质电容器的电容设空气电容器的电容为C0,当电介质充17例:两平行且面积相等的导体板,其面积比板间距离平方大得很多(S>d2),两板带电量分别为QA和QB,试求静电平衡时两板各表面上的电荷面密度.解:电荷守恒定律:设电荷面密度为考虑B板中的PB点做高斯面S'SPBS'例:两平行且面积相等的导体板,其面积比板间距离平方大得很多(18解得:SⅠⅡⅢ向左；向右；向右.解得:SⅠⅡⅢ向左；向右；向右.19ba2.同轴电缆,内导线半径为a,外圆筒内半径为b紧贴圆筒内壁充入同轴圆筒形电介质,内半径为R,相对电容率为r求:R(1)若导线和圆筒带电,线密度为±,求场强分布.(2)单位长度的电容.(3)分别用电容器储能和电场能量计算单位长度的电场能量.解:由高斯定理得:rlba2.同轴电缆,内导线半径为a,外圆筒内半径20(2)求单位长度的电容:(2)求单位长度的电容:21(3)单位长电场能量:用电容器储能计算用电场能量计算求电容方法!(3)单位长电场能量:用电容器储能计算用电场能量计算求电容22几种常见电流的磁场xP1a2LIl1.载流长直导线的磁场II无限长载流直导线几种常见电流的磁场xP1a2LIl1.载流长直导线的232载流圆线圈轴线上的磁场pxxR0Ir

(1)圆心,x=0,方向用右手判断.

(2)远离线环处x>>R,方向用右手判断.2载流圆线圈轴线上的磁场pxxR0Ir(1)243.载流直螺线管内部的磁场II.dl