物理001(2)上课讲义.ppt
物理物理001(2)001(2)太阳风中高能离子沿着磁力线侵太阳风中高能离子沿着磁力线侵太阳风中高能离子沿着磁力线侵太阳风中高能离子沿着磁力线侵入地球的极区在地球两极的上层入地球的极区在地球两极的上层入地球的极区在地球两极的上层入地球的极区在地球两极的上层大气中放电而产生的极光。大气中放电而产生的极光。大气中放电而产生的极光。大气中放电而产生的极光。雷电雷电雷电雷电电鲶、电鳐、电鳗电鲶、电鳐、电鳗电鲶、电鳐、电鳗电鲶、电鳐、电鳗Whenever you turn on a light,Whenever you turn on a light,listen to recorded music,or listen to recorded music,or watch a motion picture you are watch a motion picture you are enjoying one of the discoveries of enjoying one of the discoveries of Thomas Alva Edison.Thomas Alva Edison.物理学的第三次大综合物理学的第三次大综合法拉第法拉第的电磁感应定律：的电磁感应定律：电磁一体（电磁一体（18311831年）年）麦克斯韦麦克斯韦电磁场统一理论（电磁场统一理论（18641864年）年）.赫兹赫兹在实验中证实电磁波的存在，光是电磁波（在实验中证实电磁波的存在，光是电磁波（18861886年）年）.技术上的重要意义：发电机、电动机、无线电技术等技术上的重要意义：发电机、电动机、无线电技术等.库仑库仑定律：电荷与电荷间的相互作用（定律：电荷与电荷间的相互作用（17851785年）年）.（磁极与磁极间的相互作用）（磁极与磁极间的相互作用）奥斯特奥斯特的发现：的发现：电流的磁效应（电流的磁效应（18201820年）年）.安培安培发现：电流与电流间的相互作用规律发现：电流与电流间的相互作用规律(1821(1821年）年）.第九章Electrostatic field电荷与真空中的静电场电荷与真空中的静电场两种电荷：正电荷和负电荷两种电荷：正电荷和负电荷两种电荷：正电荷和负电荷两种电荷：正电荷和负电荷电性力：同号相斥、异号相吸电性力：同号相斥、异号相吸电性力：同号相斥、异号相吸电性力：同号相斥、异号相吸电荷量：物体带电的多少，以电荷量：物体带电的多少，以电荷量：物体带电的多少，以电荷量：物体带电的多少，以q q q q或或或或Q Q Q Q来表示来表示来表示来表示9-1 电荷电荷 库仑定律库仑定律单位：库（单位：库（单位：库（单位：库（C C）一一.电荷电荷1.量子性量子性Quantization of Electric Charge 盖尔盖尔曼提出夸克模型曼提出夸克模型 :2.守恒性守恒性Conservation of Electric Charge 在一个孤立系统中总电荷量是不变的。即在任何时刻系统中的在一个孤立系统中总电荷量是不变的。即在任何时刻系统中的正电荷与负电荷的代数和保持不变，这称为电荷守恒定律。正电荷与负电荷的代数和保持不变，这称为电荷守恒定律。3.相对论不变性相对论不变性电荷的电量与它的运动状态无关电荷的电量与它的运动状态无关 宏观带电体的带电量宏观带电体的带电量宏观带电体的带电量宏观带电体的带电量q qe e，准连续，准连续，准连续，准连续二、真空中的库仑定律二、真空中的库仑定律 1785年年，库库仑仑(A.de.Coulomb)通通过过扭扭称称实实验验总总结结出出真真空空中中点点电电荷荷之之间间相相互互作作用用的的静静电电力力所所服服从从的的基基本本规规律律库仑定律库仑定律。1、点电荷点电荷(Point Charge)？在具体问题中，当带电体的形状和大小与它们之间在具体问题中，当带电体的形状和大小与它们之间的距离相比允许忽略时的距离相比允许忽略时，可以把带电体看作，可以把带电体看作点电荷点电荷。2、库仑定律、库仑定律 (Coulombs Law)在真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力的大在真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力的大小与它们电荷的乘积成正比，与它们之间距离的平方成小与它们电荷的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着两点电荷的连线，反比；作用力的方向沿着两点电荷的连线，同号电荷相同号电荷相斥，异号电荷相吸斥，异号电荷相吸。k=8.98755109 Nm2 C-2 0=8.8510-12C2 N-1m-2 称为真空中的电容率称为真空中的电容率。库仑定律是库仑定律是全部静电学全部静电学的基础的基础9-2 电场和电场强度电场和电场强度一、电场一、电场 Electric Field 在任何电荷的周围，都存在一种特殊的物质在任何电荷的周围，都存在一种特殊的物质电场电场。电场是物质的一种特殊形态，弥散在整个空间，我们电场是物质的一种特殊形态，弥散在整个空间，我们可以通过电场对电荷的作用来认识电场。可以通过电场对电荷的作用来认识电场。电场电场 电荷电荷力的作用力的作用功的作用功的作用 电场强度电场强度 电势电势1、超距超距作用理论作用理论2、法拉第提出法拉第提出近距近距作用作用,并提出并提出力线力线和和场场的概念的概念电荷电荷 电荷电荷 电荷电荷 电荷电荷 不需要介质不需要介质不需要时间不需要时间场场？二、电场强度二、电场强度 Electric Field Strength 电场强度电场强度 ,与与q0的大小无关，的大小无关，在电场中某一确定位置，在电场中某一确定位置，仅与该点电场性质有关。仅与该点电场性质有关。试验电荷试验电荷q0：电荷量足够小的点电荷：电荷量足够小的点电荷单位：牛单位：牛/库库(N/C)电场中电场中某点电某点电场强度场强度大小大小 单位电荷在该点受力的大小单位电荷在该点受力的大小方向方向 正电荷在该点受力的方向正电荷在该点受力的方向只要有电荷就有电场存在只要有电荷就有电场存在,与是否引入检验电荷无关与是否引入检验电荷无关三、点电荷与点电荷系的电场强度三、点电荷与点电荷系的电场强度1、点电荷的电场强度、点电荷的电场强度2、电场强度叠加原理、电场强度叠加原理由力的叠加原理得由力的叠加原理得 所受合力所受合力 点电荷点电荷 对对 的作用力的作用力 处总电场强度处总电场强度 电场强度的叠加原理电场强度的叠加原理3、连续分布任意带电体的场强、连续分布任意带电体的场强 注意：注意：在具体计算时，要化成标量积分，在具体计算时，要化成标量积分，即先分解，再积分。即先分解，再积分。电荷线分布电荷线分布电荷面分布电荷面分布电荷体分布电荷体分布*电偶极子的电场强度电偶极子的电场强度 电偶极子的轴电偶极子的轴 电偶极矩电偶极矩 求电偶极子轴线延长线上一点和轴线的中垂线上一求电偶极子轴线延长线上一点和轴线的中垂线上一点的场强。点的场强。x 例题例题1 电荷均匀分布在一根长直细棒上，此棒电荷线电荷均匀分布在一根长直细棒上，此棒电荷线密度为密度为。试计算距细棒垂直距离为。试计算距细棒垂直距离为a的的P点的场强。已点的场强。已知细棒两端的连线与知细棒两端的连线与X轴的夹角分别为轴的夹角分别为 1和和 2。讨论：讨论：均匀带电细棒为无限长时均匀带电细棒为无限长时 例题例题2 计算一个半径为计算一个半径为R均匀带电量为均匀带电量为+q的圆环轴线上场强的分布。的圆环轴线上场强的分布。讨讨 论论(1)点电荷电场强度点电荷电场强度(2)(3)环心处场强为零环心处场强为零此处为电场强度极大此处为电场强度极大值的位置值的位置 例题例题3 一个半径为一个半径为R均匀带电薄圆盘，其电荷面密度均匀带电薄圆盘，其电荷面密度为为，求圆盘轴线上场强的分布。，求圆盘轴线上场强的分布。方向沿方向沿x轴轴讨论讨论无限大均匀带电平面，无限大均匀带电平面，例题例题4 一均匀带电半圆环，半径为一均匀带电半圆环，半径为R，总电量为，总电量为Q，求环心求环心o处的电场强度。处的电场强度。解：解：此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
