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《大學(xué)物理靜電場靜電場中的導(dǎo)體課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫。
1、趙明第8章靜止電荷的電場8.1電荷,庫侖定律1.物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)質(zhì)子帶正電電子帶負(fù)電中子不帶電,正負(fù)電總和為零+e-e基元電荷e=1.6×10–19C(1)電荷不能產(chǎn)生,不能消滅;只能轉(zhuǎn)移,中和,與分離;(2)帶電:是失去或得到電子.(3)電荷消失:是正負(fù)電中和.2.電荷的量子化
2、Q
3、=NeN?Z3.電荷守恒定律孤立系統(tǒng)內(nèi),無論進(jìn)行怎樣的過程(物理,化學(xué),核反應(yīng)),系統(tǒng)內(nèi)電量的代數(shù)和為一常量.4.點(diǎn)電荷的物理模型其大小遠(yuǎn)小于問題所涉及的線度的帶電體.(形狀任意)5.庫侖定律q1q2r21F21F21=q1q2r2k4πε01rr3q1q2=(1)真空中的電容率ε0ε0=8.8
4、5×10–12C2/(N·m2)k無物理意義,以后不用k.(2)q1,q2同號F=q1q2/(4πε0r2)>0斥力q1,q2異號F=q1q2/(4πε0r2)<0引力(3)庫侖定律只適用與點(diǎn)電荷.(4)原子內(nèi)電力是萬有引力的1039倍,一般不考慮萬有引力.(=r/r)8.2電場和電場強(qiáng)度一.電場1.電荷間作用力靠電場實(shí)現(xiàn)電荷電場電荷力力2.電場的對外表現(xiàn)(1)對電場中的電荷有作用力;(2)對電場中的運(yùn)動(dòng)電荷作功;(3)與電場中的物質(zhì)相互作用:導(dǎo)體,靜電感應(yīng);介質(zhì),極化.3.描述電場的物理量(1)電場強(qiáng)度E;(2)電勢U.二.電場強(qiáng)度E1.試驗(yàn)電荷q0電量極小的點(diǎn)電荷(1
5、)電量足夠小:不改變產(chǎn)生電場的電荷分布;(2)體積足夠小:所占據(jù)的空間真正代表一點(diǎn).2.電場強(qiáng)度的定義E=F/q0F為試驗(yàn)電荷受的電場力電場強(qiáng)度是矢量大小:E=F/q0方向:q0>0,E與F同向q0<0,E與F反向電場強(qiáng)度E是描述電場固有性的物理量,只與場源電荷有關(guān),與試驗(yàn)電荷q0無關(guān)3.單位N/C或V/m4.電場力dF=Edq三.點(diǎn)電荷q激發(fā)的電場E=F/q04πε01rr3qq0=q0E=qr/(4πε0r3)q0>0,E與r同向q0<0,E與r反向四.電場疊加原理(由力的疊加原理得出)將帶電體分成無數(shù)個(gè)點(diǎn)電荷.試驗(yàn)電荷受力為Fi=q0qiri/(4πε0ri3)F=
6、=q0qiri/(4πε0ri3)E=F/q0q0E=qiri/(4πε0ri3)=Ei1.獨(dú)立性任何電荷的電場不因其它電荷的存在而受影響;2.疊加性空間電場是所有電荷產(chǎn)生電場的矢量和.3.求電場的基點(diǎn)(1)點(diǎn)電荷激發(fā)的電場;(2)電場疊加原理.4.點(diǎn)電荷系激發(fā)的電場E=qiri/(4πε0ri3)5.連續(xù)帶電體激發(fā)的電場E=rdq/(4πε0r3)(1)體電荷體電荷密度ρ=dq/dVE=rρdV/(4πε0r3)(2)線電荷截面尺寸遠(yuǎn)小于長度.也遠(yuǎn)小于問題所涉及線度線電荷密度λ=dq/dlE=rλdl/(4πε0r3)(3)面電荷厚度遠(yuǎn)小于表面尺寸,也遠(yuǎn)小于問題所涉及線
7、度面電荷密度σ=dq/dSE=rσdS/(4πε0r3)電偶極子1.定義(物理模型)其距離較問題涉及線度小得多l(xiāng)<>l
8、)~i2qxl/(4πε0x4)=iql/(4πε0x3)(p=ql=iql)E=2p/(4πε0x3)E與p同向問題A點(diǎn)在電偶極子左方如何?(2)中垂線上的電場強(qiáng)度–q+qlByr+E+=qr+/(4πε0r+3)E+r–E–=–qr–/(4πε0r–3)E–=qr+/(4πε0r3)=–qr–/(4πε0r3)E=E++E–=–q(r+–r–)/(4πε0r3)=–ql/(4πε0r3)(y>>l)=–p/(4πε0r3)E與p反向.五.電場強(qiáng)度的計(jì)算4.電偶極子在電場中受力(1)在均勻電場中–q+qE?F–=–qE–F–F+=qE+F+=–qE=qEF=F++F–=
9、(q–q)E=0r+r–M=r+×F++r–×F–=r+×(qE)+r–×(–qE)=(r+–r–)×(qE)=l×(qE)=ql×=p×E大小:M=pEsin?方向:p,E,M成右手螺旋.電偶極子無平動(dòng),有轉(zhuǎn)動(dòng).(2)在非均勻電場中F=F++F–=qE+–qE–?0M=r+×F++r–×F–=r+×(qE+)+r–×(–qE–)~(r+–r–)×(qE)?0=l×(qE)=ql×E=p×E電偶極子有平動(dòng),也有轉(zhuǎn)動(dòng).例1(P18例1.4)求帶電為q,長為l的均勻帶電直線外一點(diǎn)電場強(qiáng)度.alrdE?解:元電荷取坐標(biāo)如圖.xyO取
