大学物理电磁学复习总结-b0静电场.ppt

教 材 大学物理 第三册 电磁学 张三慧 主编 清华大学出版社第第1章章 真空中的静电场真空中的静电场(Electrostatic Field in Vacuum)1-1 电荷电荷 电场电场一、电荷一、电荷(electric charge)1、电荷的量子性、电荷的量子性:一切带电体的电量只能是基本电荷一切带电体的电量只能是基本电荷e 的整数倍。的整数倍。e=1.6010-19 C电子电量：电子电量：-e质子电量：质子电量：e2、电荷的守恒性、电荷的守恒性:隔离系统内，正、负电荷的代数和保持不变。隔离系统内，正、负电荷的代数和保持不变。3、电荷的相对论不变性：、电荷的相对论不变性：电荷的电量与其运动状态无关。电荷的电量与其运动状态无关。二、电场二、电场(electric field)（法拉第）（法拉第）1、电荷在周围空间激发电场，、电荷在周围空间激发电场，电荷之间的相互电荷之间的相互作用是通过电场传递的。作用是通过电场传递的。电荷电荷 电场电场 电荷电荷若电荷相对于观察者静止若电荷相对于观察者静止静电场静电场2、电场对身处其中的电荷有力的作用、电场对身处其中的电荷有力的作用电电(场场)力。力。1-2 库仑定律与叠加原理库仑定律与叠加原理一、点电荷一、点电荷(point charge)若带电体的线度若带电体的线度d 0或或q0，方向？方向？二、点电荷系的场强二、点电荷系的场强三、电荷三、电荷连续分布的带电体的场强连续分布的带电体的场强将带电体分成很多元电荷将带电体分成很多元电荷 dq ,先求出它在任意场点先求出它在任意场点 P 的场强的场强对带电体求积分，可得总场强：对带电体求积分，可得总场强：dqrPdEq 对三个分量分别取积分，往往对三个分量分别取积分，往往比较方便。比较方便。要充分利用带电体的对称性。要充分利用带电体的对称性。dq 如何取？如何取？电荷线分布，引入电荷线分布，引入电荷线密度电荷线密度 电荷面分布，引入电荷面分布，引入电荷面密度电荷面密度 电荷体分布，引入电荷体分布，引入电荷体密度电荷体密度 四、电偶极子四、电偶极子(electric dipole)一对等量异号的点电荷一对等量异号的点电荷+q和和-q相距为相距为l，且，且lr（r为讨论中涉及的距离），则称该点电荷系为讨论中涉及的距离），则称该点电荷系为为电偶极子电偶极子。轴线轴线-q+q从从-q +q的有向线段的有向线段 称为称为电偶极电偶极子的臂子的臂。叫叫电偶极矩电偶极矩（简称（简称“电矩电矩”）例例1.（书上例（书上例1.3）求电偶极子中垂线上任一点的求电偶极子中垂线上任一点的场强。场强。-q+qPr (l0，向外；，向外；q R 时，时，相当于电荷集中于环心（点电荷）的场。相当于电荷集中于环心（点电荷）的场。讨论：讨论：例例3.（书上例（书上例1.7）求电偶极子在均匀求电偶极子在均匀外外电场中所电场中所受的力（矩）。受的力（矩）。所受合外力为所受合外力为0.F+F-E p-q+qo合外力矩为合外力矩为力矩总是使力矩总是使电偶极矩电偶极矩转向外电场的方向。转向外电场的方向。作业：作业：1.8(p40)、1.9(p40)练习：习题集练习：习题集“静电学静电学”一、一、1、9、1113二、二、1、3三、三、13五、五、21.8 解：解：一根带电直线在另一带电直线处的场强大小为一根带电直线在另一带电直线处的场强大小为方向方向直线直线单位长度的另一带电直线在此电场中受力大单位长度的另一带电直线在此电场中受力大小为小为此力方向此力方向直线，为相互吸引力。直线，为相互吸引力。1.9 解：解：LoXPr如图所示，电荷元如图所示，电荷元dq=dx在在P点的场强大小为点的场强大小为x x+dx整个带电直线在整个带电直线在P点的场强大小为点的场强大小为方向沿方向沿X轴正向。轴正向。所有电荷元在所有电荷元在P点的场强方向相同，点的场强方向相同，题目应加一个条件：题目应加一个条件：0.