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1、1,电磁学,2,实验规律,思路：,内容：,一.静电场及基本性质 二.稳恒电流的磁场及基本性质 三.电磁感应现象及规律 四.Maxwell 电磁场方程组,3,7-1 物质的电结构 库仑定律,一、电荷,对电的最早认识：摩擦起电和雷电,两种电荷：正电荷和负电荷,电性力：同号相斥、异号相吸,电荷量：物体带电的多少,第七章 静止电荷的电场,二、 电荷守恒定律,实验证明，在一个与外界没有电荷交换的系统内，无论经过怎样的物理过程，系统正、负电荷量的代数和总是保持不变。,4,e=1.60210-19库仑，为电子电量,三、 电荷量子化,Q =Ne N= 1、2、3,自然界中，电荷量总是以一个基本单元的整数倍出现
2、。,电量为Q,电量为Q, 电量是相对论不变量,在不同的参考系内观察，同一带电粒子的电量不变。,5,1. 点电荷,例如,带电体的线度 l 所研究的问题涉及的距离 r,体积不一定很小，电量也不一定很小.,四、 库仑定律,6,1785年，库仑的扭称实验,2.库仑定律 -（实验定律）,方向：沿着它们的连线， 同号电荷相斥，异号电荷相吸,大小：,两静止点电荷之间的相互作用力,7,q2 对 q1 的力,1）库仑定律的矢量表达式,2） K的取值,3）SI中库仑定律的常用形式,令,有理化,q2 q1 的单位矢量,适用范围：真空中点电荷 在介质中的情况,需要加以修正,8,3.电力叠加原理(分两种情况讨论),1）
3、.电荷系,2）.带电体,电荷连续分布,电荷离散分布,例如:,1) 矢量方程，不只是简单的代数迭加,2) 矢量积分,分量积分,3)库仑定律与电力的叠加原理是关于静止电荷相互作用的两个基本定律，应用它们原则上可以解决静电学中的全部问题。,说明：,9,7-2 静电场 电场强度,电荷,电场,电荷,一.电场,由电荷激发，在空间连续分布的一种物质,1.定义:,它能对处于其中的电荷有力的作用.,2.静电场,3.电场的描述,电场强度,电势,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,10,电量足够小 体积足够小 正电荷,1.试验电荷:(q0 ),试验表明：,不变,改变电量 q0,反映了空间P点
4、电场的性质,结论:比值,确定场点,比值,二.电场强度,与试验电荷无关,2.电场强度,11,电场强度,1）场强是一矢量, 有 大小 ，也有 方向 。,2）场强是描述空间某点电场性质的物理量，与 q0 大小无关,3.点电荷在外场中受的电场力为：,12,三.电场强度的计算(重点）,1.点电荷的场强公式(最简单情况）,求：a点的场强,解：,13,电荷系产生的电场,电荷连续分布的带电体产生的电场,2.场强叠加原理,14,例1 电偶极子 的场,求：p点的场强,解:,根据迭加原理,定义：电偶极矩,思考：若P点在电偶极子的垂直平分线上， 则E的大小和方向如何？,15,例2、 电偶极子在均匀电场中所受的力矩,16,例3,电荷元,各电荷元在 p 点的场强方向一致 场强大小直接相加,解：,Ep = ?,17,=,4,例4、求一均匀带电圆环轴线上任一点 x 处的场强。,设：q、a、x已知。,解：,将带电环分成无数dq,点电荷,18,由对称性可知：,垂直x 轴的场强为0,19,=,4,例4、求一均匀带电圆环轴线上任一点 x 处的电场。,设：q、a、x已知。,解：,将带电环分成无数dq,点电荷,20,R,例5 求均匀带电细圆盘轴线上的电场。,解,方向：,电荷元：,“无限大”带电平面,点电荷,21,作业：,7-1, 7-3, 7-6, 7-10,
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