2013静电场.ppt
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1、第八章第八章 静止电荷的电场静止电荷的电场主要内容主要内容描述静电场的两个基本物理量:描述静电场的两个基本物理量:电场强度电场强度 和和电势电势静电场的两个基本定理:静电场的两个基本定理:高斯定理高斯定理和和环流环流定理定理电势与电场的关系电势与电场的关系 相对于观察者为静止的电荷称为相对于观察者为静止的电荷称为静电荷静电荷。它在。它在空间所产生的场为空间所产生的场为静电场静电场,它是电磁场的一种特殊,它是电磁场的一种特殊状态。重点讨论状态。重点讨论真空中的静电场真空中的静电场。电相互作用电相互作用库仑定律库仑定律静电场静电场稳恒电场稳恒电场电场电场强度强度电通量电通量高斯定理高斯定理环路定理
2、环路定理电势电势静电场的静电场的基本性质基本性质与带电粒子与带电粒子的相互作用的相互作用导体的静电平衡导体的静电平衡电位移矢量电位移矢量 介质中高斯定理介质中高斯定理电介质电介质极化极化电电场场能能静电力叠加原理静电力叠加原理电电容容结构框图结构框图重点重点真空中的库仑定律真空中的库仑定律点电荷的概念点电荷的概念电场强度矢量电场强度矢量场强叠加原理场强叠加原理难点难点电场强度矢量的计算(叠加法)电场强度矢量的计算(叠加法)8.1 静电的基本性质静电的基本性质一、电荷的极性一、电荷的极性 电荷的概念电荷的概念电荷的概念电荷的概念 把带电体所带的电称为电荷把带电体所带的电称为电荷。正电荷和负电荷正
3、电荷和负电荷正电荷和负电荷正电荷和负电荷物体带电的方法+AB+AB+AB、接触起电(电荷的转移,电子的转移)、感应起电+AB-+C-+AB+C、摩擦起电二、电荷的守恒性二、电荷的守恒性 在一个孤立的带电系统中(即没有净电荷通过其界面),无在一个孤立的带电系统中(即没有净电荷通过其界面),无论发生怎样的物理过程,系统所具有的正负电荷电量的代数论发生怎样的物理过程,系统所具有的正负电荷电量的代数和总是保持不变和总是保持不变。电荷的守恒定律电荷的守恒定律 电荷的运动不变性电荷的运动不变性电荷的运动不变性电荷的运动不变性 一个电荷的电量与它的运动状态无关,即一个电荷的电量与它的运动状态无关,即系统所带
4、电荷与参考系的选取无关。系统所带电荷与参考系的选取无关。物体带电的本质物体带电的本质 两种物体间发生了两种物体间发生了电子的转移电子的转移。即一物体失去电子带正电,另一物体得到电子带负电。即一物体失去电子带正电,另一物体得到电子带负电。三、电荷的量子性三、电荷的量子性电量电量 电荷的量子性电荷的量子性电荷的量子性电荷的量子性四、库仑定律四、库仑定律电性力电性力电性力电性力 同号电荷相斥,异号电荷相吸。这种相互作用称同号电荷相斥,异号电荷相吸。这种相互作用称为电性力。为电性力。1785年年 法国物理学家法国物理学家库仑库仑(C.A.Coulomb)扭秤实验)扭秤实验点电荷(理想模型)点电荷(理想
5、模型)点电荷(理想模型)点电荷(理想模型)当带电体的大小和带电体之间的距当带电体的大小和带电体之间的距离相比很小时,这种带电体就可看作点电荷。(忽略其形状离相比很小时,这种带电体就可看作点电荷。(忽略其形状和大小)和大小)真空中的库仑定律真空中的库仑定律真空中的库仑定律真空中的库仑定律矢量式:矢量式:目的:目的:使后面的大量电磁学公式不出现使后面的大量电磁学公式不出现 因子。因子。引入真空电容率引入真空电容率(1986(1986年推荐值年推荐值):Pq0 q1q2 qNQdqq0P、带电体、带电体-矢量矢量积分积分、点电荷系、点电荷系-矢量和矢量和(平平行四边形法则行四边形法则)库仑力符合矢量
6、叠加性库仑力符合矢量叠加性那么电荷之间的作用是通过什么作用的呢?那么电荷之间的作用是通过什么作用的呢?8.2 电场和电场强度电场和电场强度一、电场一、电场场论观点(场论观点(场论观点(场论观点(法拉第法拉第法拉第法拉第)没有物质,物体之间的没有物质,物体之间的相互作用是不可能发生的。相互作用是不可能发生的。根据场论观点:根据场论观点:(1)特殊媒介物质)特殊媒介物质电场电场相互作用相互作用电荷电荷电荷电荷电场电场电荷电荷电荷电荷电场电场激发激发电场力电场力(2)电场力)电场力(3)电场是物质的一种特殊形态,不仅存在于带电体内,)电场是物质的一种特殊形态,不仅存在于带电体内,而且存在于带电体外,
7、弥漫在整个空间。而且存在于带电体外,弥漫在整个空间。静电场静电场静电场静电场 静止电荷周围的电场称为静电场(该电荷称为场源电荷)。静止电荷周围的电场称为静电场(该电荷称为场源电荷)。(1)静电场仅是电磁场的一种特殊形态。(2)电磁场与实物物质一样具有质量、能量、动量等。(3)电磁场可同时在空间叠加。静电场的重要表现静电场的重要表现用用 、来分别描述静电场的上述两项性质来分别描述静电场的上述两项性质(1 1)场中任何带电体都受电场力作用)场中任何带电体都受电场力作用 动量传递动量传递(2 2)带电体在电场中移动时,场对带电体做功)带电体在电场中移动时,场对带电体做功能量传递能量传递(3)(3)静
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