谭涵月 静电场.ppt

Electrostaticfield1.两种电荷：
富兰克林(B.Franklin)总结实验指出：自然界只存在正负两种电荷；同号电荷相斥，异号电荷相吸。
2.电荷量子化(chargequantization)
1906-1917年，密立根用液滴法首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续。电荷守恒定律的表述：
在一个和外界没有电荷交换的系统内，正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。
电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律，在宏观过程和微观过程中都适用。二.库仑定律(CoulombLaw)电荷2受电荷1的力2.SI中库仑定律的有理化形式1)基本实验规律
宏观微观适用
2)点电荷(理想模型):线度比它与其他带电体的距离小得多。
三.电场力叠加原理§2电场电场强度2.静电场
相对于观察者静止的电荷产生的电场，是电磁场的一种特殊形式试验电荷放到场点P处，5.单位和量纲8.电场强度的计算任意带电体的场强（场强叠加原理）若带电体可看作是电荷连续分布的，如图示例1电偶极子的场
首先看一对等量异号电荷
相距电荷连线上，正电荷右侧r处一点Q的场强电荷线密度为上页例3均匀带电圆环轴线上的场>>理想模型
点电荷
电偶极子

无限长带电线
无限大带电面用一族空间曲线形象描述场强分布,通常把这些曲线称为电场线(electricfieldline)或电力线(electriclineofforce)上页上页若面积元不垂直电场强度，电场强度与电力线条数、面积元的关系怎样？借助电力线认识电通量
通过任一面的电力线条数3.通过闭合面的电通量对于闭合曲面，规定：面元方向
由闭合面内指向面外例4：点电荷q的场中，求穿过以q为球心、半径为r的球面的通量。1.静电场中的高斯定理(Gausstheorem)表述
在真空中的静电场内，任一闭合面（称Gauss面）的电通量等于这闭合面所包围的电量的代数和除以0。高斯定理成立。q高斯定理成立。1.闭合面内、外电荷的贡献是电荷的代数和,电荷有正有负,故利用高斯定理解3计算穿过S面的电通量和S面包围的电荷的代数和例5：半径R、带电量为q的均匀带电球体，计算球体外的电场强度。高斯面※球体内部r<R上页例6：均匀带电的无限长的直线例7：金属导体静电平衡时,体内场强处处为0
求证:体内处处不带电§4静电场的环路定理电势可见，电场力作的功只取决于被移动电荷的起、终点的位置，与移动的路径无关。2.电势能（仿照重力势能）
静电场力作功等于相应电势能的减量例8:求点电荷q0在点电荷q的电场中某点的电势能二.静电场的环路定理
（circuitaltheoremofelectrostaticfield）
1.表述
静电场中场强沿任意闭合环路的线积分恒等于零
即讨论点电荷在场中受力若选b点的势能为参考零点
则a点的电势由下式得到通常，理论计算有限带电体电势时，选无限远为参考点。实际应用中或研究电路问题时取大地、仪器外壳等为参考点。
②电势的SI制单位：V(伏特)
③电势是标量，其值可正可负。1.点电荷场电势公式2.任意带电体电势
1)由定义式出发例9计算均匀带电球面的电势如图场点在球面外即电势分布例10计算电量为的带电球面球心的电势例11.平行板电容器两板间的电势差五.等势面(二)电力线与等势面的关系
1.电力线处处垂直等势面
在等势面上任取两点a、b，则库仑定律
电荷守恒定律真空中静电场小结
1.两个物理量