大物电学知识.pdf
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1、电磁学静电场稳恒磁场 电磁感应 电磁场与电磁波注意:E,B 矢量性、对称性分析第一部分静电场真空中的静电场本章主要内容:1.库仑定律2.描述静电场性质的两个基本物理量:场强、电势、T.4 y3.描述静电场性质的两个基本定理:高斯定理和静电场的环路定理4.电场强度与电势的关系1电场库仑定律、电荷的量子化1、电荷与电性自然界只存在两种电荷,同性相斥、异性相吸。规定:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。2、起电方式接触起电(电荷的转移,电子的转移)感应起电摩擦起电电荷只能从一个物体转移到另一个物体,或者从 物体的一部分转移到另一部分。也就是说,在任何物 理过程中,电荷的代数和
2、都是守恒的。电荷守恒定律3、电荷的量子化e=(1.60218920.0000046)x 10一19cQ=ne二、库仑定律1、定律内容厂;Qq F=k 2 r其中 k=-=9 X 9 Nm/4 至 0/C%=8.85 x 10 122、矢量式:C2N4 至 J ro与电荷电性无关F的方向与电荷电性及1有关1 Qq-3、适用范围真空点电荷4、库仑力符合矢量叠加性点电荷系一一矢量和(平行四边形法则)qiQn2电场电场强度-、电场电场是一种特殊的物质,与其它实物一样具有 能量、动量和质量。与其它实物不同的是,它具有空 间叠加性(矢量叠加)。静电场的对外表现:1、静电场对处于场中的带电体有力的作用-静电
3、场力2、当带电体在场中移动时电场力对带电体作功一静 电场力的功3、静电场能使场中的导体或介质产生静电感应或极 化现象.二、电场强度1、定义:一 FE=(心电量足够小,点电荷)夕。电场中某点的电场强度等于位于该点的单位正电 荷所受的电场力。单位:牛顿/库仑(N/C)说明:(1)为空间坐标的矢量函数,且具有单值性。(2)电场强度E是从力的角度来描述电场的客观性质 的物理量,矢量性(大小和方向);与研究工具q()无关。(3)试探电荷在电场中所受的电场力的方向与试探电 荷所带电量的正负有关。q0 0时,/与同向;q0 11E=qi田(产+因产2 qi=Peo r3 o r3E=Peo例 求一均匀带电直
4、线在P点的电场。已知:q、a6i02。解题步骤:1.选电荷元dQ=A dl2.确定d后的方向确定d忌的大小1 LdZ&E=4tuo r3.建立坐标,将AEx=dE cos0 dEy=dE sinQdE投影到坐标轴上d石JV14九为LdZ-cos O2r4.选择积分变量选6作为积分变量+Itga=3I=atga=atg?书)=-a ct9dZ=acs心为2 2 12 2r=a+I=a+=a2 cse54 ctg 方dl=acs晶 电r2=a2 cse力dEx=LX-i/co 电勺e o r2 十1 4%巷诲的coqg a 义 之Ex=cos 夕d6-(sin 2 sin 3.)J%47Th a
5、A v 2 ly4 兀 4718 aEXEy2-(sin 0 sin 3)JL4兀%zl f-sin 0d0=1 4k06 Z2-(cos 0 cos 0)当直线长度L-叱Ex=0,Ej.=E=2 x 4 =L。,2 F A0 a无限长均匀带电直线的场强:E=A例半径为A的均匀带电细圆环,带电量为1 求:圆环轴线上任一点P的电场强度dE解dq=Adi&E=1 d 一 0-riE=dE=4兀G)d,_0-r2 r24 兀 rdE=dE sin 3dJEJ=dKco s eXX&ExPeRd0圆环上电荷分布关于x轴对称 E=01E=-X4fco s e2 r1 co s 夕V 24 兀 rJ1-2
6、4 兀 rqco s夕xCOS e=/会 2.1/2 r=(R+x)E1q xrz,2 2、3/24tu0(R+x)dq也所以,由对称性Ey=Ez=O当dq位置发生变化时,量构成了一个圆锥而。一Z dE它所激发的电场dM矢可以把带电圆环视为一个点电荷例面密度为7的圆板在轴线上任一点的电场强度解dq=2 Krdr c rxdq1 dE=d/2 2、3/24兀&0(r+x)xdEpxc r rdr2 2 3/22%(尸+x)E=AEXCT2%R0rdrX1-L/2 2.1/2(7?+x)2x3/2+X)E=q x-2 11 2 2 1/212兀尺(R+x)讨论E=-2兀4尺2X(7?+X)(1)当
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