A10级电场强叠加原理1.ppt

1、1,电 磁 学,2,一、电磁学研究对象和研究方法,1.研究对象,电磁相互作用的基本规律,2.研究方法,观察实验理论 现象结果本质,3,二、电磁学发展简史,1600年英国人吉尔伯特对电磁现象定性研究,4,1785年法国人库伦建立第一个定量规律,库仑定律,5,1820年丹麦奥斯特发现电流磁效应,6,1831年英国法拉第发现电磁感应现象,7,1865年 英 国 麦克斯韦 建立电磁场理论,另外：伽伐尼、欧姆、安培、赫兹 等都作出了重大贡献。,8,三、大学物理电磁学的主要内容：,1）由静止电荷在真空中产生的静电场；,2）由稳恒电流在真空中产生的磁场；,3）物质在静电场和稳恒磁场中的行为；,4）电磁感应以

2、及电磁场的应用。,9,四、 电磁学的特点：,内容多,难度大,有规律,不难学,10,电荷是产生电磁场的源,由相对于观察者静止的电荷产生的场称为静电场；,由相对于观察者运动的电荷产生的场的 一部分称为磁场。,11,第九章 真空中的静电场,12,研究真空中静电场的性质,静电场的高斯定理,（1）电荷受力 （2）电场力作功,出发点,场强、电势,静电场的环路定理,借助,库仑定律、叠加原理,本章研究思路：,引入两个概念,13,一 电荷的量子化,1 种类:,4 电荷的量子化:,2 性质:,正电荷，负电荷,库仑（C）,同种相斥，异种相吸,3 单位:,9-1基本概念,14,二 电荷守恒定律,一个与外界没有电荷交换

3、的系统，不管系统中的电荷如何迁移，系统的电荷的代数和保持不变.,（自然界的基本守恒定律之一）,15,SI制,三 点电荷模型,四 库仑定律,16,（ 为真空电容率）,令,库仑定律,17,五、试验电荷,试验电荷,尺寸足够小,电量足够少,18,一 静电场,静电场: 静止电荷周围存在的电场,电 荷,电 场,电 荷,物 质,实物,场,9-2 电场强度,19,电场的表现,(2)在电场中移动电荷时， 电场力要作功。,(1)对置于其中的电荷 有作用力；,20,二 电场强度,1 试验电荷,2 电场强度,试验电荷,尺寸足够小,电量足够少,21,单位:,和试验电荷无关,3、如果是点电荷q受电场力:,定义: 单位正试

4、验电荷所受的电场力,22,三 点电荷电场强度,23,点电荷电场强度,24,四 电场强度叠加原理,1、点电荷系的电场,25,电场中某一点的电场强度等于每一个点电荷单独存在时产生的场强的矢量和。,电场强度叠加原理,26,2、电荷连续分布的电场,电荷体密度 ,27,电荷面密度 ,电荷连续分布的电场,+,28,电荷线密度 ,电荷连续分布的电场,29,电荷体分布：,电荷分布的三种情况：,电荷线分布：,电荷面分布：,30,五、场强计算,电荷分布是离散情况,电荷分布是连续情况,31,电偶极矩（电矩）,例1、 电偶极子的电场强度,电偶极子的轴,（1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度,特点：场点到它们连线中点

5、的距离,32,方向为x正向,33,34,（2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度,方向为x负向,35,电偶极矩:,36,例2. 有一长 电荷线密度为的均匀带电 细杆，求距杆右端为 d 的 P 点的场强。,37,解: 建图示坐标系。,方向沿x轴向右,38,由对称性有,39,40,（1）,（点电荷电场强度）,（2）,圆心处,41,解 由例,42,43,（点电荷电场强度）,44,讨论1,相当于无限大均匀带电平面产生的电场强度，可看成是均匀场，场强垂直于板面，方向由电荷的正负决定。,45,无限大均匀带电平面产生的电场强度,46,2、两个平行无限大均匀带电平面组合,47,48,求连续带电体场强的步骤,

6、1.建坐标系（一维，二维，三维）；,3. 确定电荷元的场强,2.分析电荷分布（有否对称性）选择电荷元电量dq （线，面，体）； dq不一定都是点电荷（如圆环）,大小：,方向,4. 求场强分量dEx、dEy、,5.可以用现成的单元叠加。,49,两个无限大的平面在空间产生的场强如何求？ 有必要积分吗？ 叠加法求场强有几种？,思考,50,作业,13、14、17、22,51,例5 、 求均匀带电线在P点产生的场强， 已知电荷线密度为 及,解：建立直角坐标系,取线元,53,统一变量:,同理,无限长均匀带电直线,讨论（1）,如何理解无限长？,55,无限长均匀带电直线,轴对称性,56,（2）半无限长带电直线,比较(1)(2)结果,无倍数关系.