高二物理竞赛静电场的基本规律课件.pptx

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1、电电 磁磁 学学 电磁学研究的是电磁现象的基本概念和电磁学研究的是电磁现象的基本概念和 基本规律：基本规律： 电荷、电流产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、电流的作用； 电磁场对物质的各种效应。1 求解三维矢量场分布函数。 解题运用矢量和微积分。静电场（真空、导体和电介质）稳恒磁场（真空、磁介质）电磁感应注意：注意： 研究内容：2静 电 场I. 静电场的基本规律II. 有导体的静电场III.有电介质的静电场3静电场的基本规律4静电场的基本规律一、基本概念二、电场强度三、高斯定理四、电势五、静电能5一、一、 基本概念基本概念1. 两种电荷(electric charge

2、) 2. 相互作用3. 电量Qne 电荷的量子性 191.60217733 10 ec 基本粒子由六种夸克中的若干种组成。夸克-带电量 1/3e 或 2/3e的粒子。上夸克下夸克粲夸克奇夸克顶夸克底夸克例如：质子（两个上夸克、一个下夸克）6 4. 电荷守恒定律(charge conservation)与外界无电荷交换的系统内, qi(代数和)不变。 5. 电荷的相对论不变性电荷的电量与其运动状态无关。6. 库仑定律(Coulombs Law)点电荷：dr21F12F1q2qr21F12F1q2qr122rq qFker 292018.988104Nmkc ：真空介电常数0 1221FF77.

3、静电力的叠加原理012,nqqqq 00002110014nniiriiiiq qFFer 空间分布有点电荷组：00204oiiQq dqFdFer空间分布有点电荷q0和连续分布的带电体Q：8 库仑定律适用的条件： 真空中点电荷间的相互作用 两电荷对惯性系中的观测者静止库仑定律电力叠加原理是静止电荷相互作用是静止电荷相互作用 的基本定律的基本定律 点电荷: 理想模型 （1）它是一个从实际带电体抽象而成的物理模型。只考虑带电体的电量，不考虑带电体的大小。 （2）条件：带电体本身的几何线度远远小于它到其它带电体的距离或者远远小于它到场点的距离。90qFE2 2. .电场强度电场强度试验电荷q0 :

4、(1)线度小(点电荷 ); (2) 电量小(4) 是从电荷在电场中受力角度来描述电场。(1) 与试验电荷存在与否无关(2) 数值和方向上，等于该点的单位正电荷 所受库仑力的大小和方向。(3) 矢量，是空间的点函数。Note：0qFE103 3. .场强迭加原理场强迭加原理 源电荷：q1, q2 P点放检验电荷q0, 受力为：.21FFF P点场强：.210EEqFE 表述：各个电荷，单独, 矢量迭加1q2qnqP0q 112) 点电荷系:iniiierqEEE120214.3) 连续的带电体:“点电荷场强积分法”dq= dvQ 把Q无限多个dq)()()(面密度线密度体密度dSdldVdqdq= dldq= ds4 4. .场强的计算场强的计算1) 一个点电荷:rerqE204 E rq12 由dqdE:rerdqEd204 由EdEEdPdqQEdr(2) 矢量积分标量积分, 利用对称性分析根据带电体的对称性, 分析其分量积分是否为0.kEjEiEEdEEdEdEEdEdEEdEzyxzzzyyyxxx注意：EdEdEE)1(13例例1 1 求电偶极子的场强求电偶极子的场强电偶极子：一对靠得很近的等量异号点电荷电偶极矩：l qp):(qql-q+ql14