電磁學(xué)3學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1電磁學(xué)電磁學(xué)3第一頁，共47頁。（3）法拉第的艱苦研究）法拉第的艱苦研究 磁場(chǎng)磁場(chǎng)(cchng)能否產(chǎn)生電流？能否產(chǎn)生電流？結(jié)果結(jié)果成功了成功了原因原因場(chǎng)的觀點(diǎn)：相互作用的速度場(chǎng)的觀點(diǎn)：相互作用的速度(sd)是有限的是有限的。法拉第的成就法拉第的成就 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律“場(chǎng)場(chǎng)”的觀點(diǎn)是經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)是經(jīng)典物理學(xué)理論思維的巨大理論思維的巨大(jd)飛躍飛躍！2、電學(xué)與磁學(xué)的第二次融合：經(jīng)典電磁學(xué)誕生、電學(xué)與磁學(xué)的第二次融合：經(jīng)典電磁學(xué)誕生（1 1）法拉第電磁感應(yīng)定律的建立）法拉第電磁感應(yīng)定律的建立 磁可以產(chǎn)生電磁可以產(chǎn)生電 動(dòng)態(tài)（瞬態(tài)）效應(yīng)動(dòng)態(tài)（瞬態(tài)）效應(yīng)（2 2）近

2、代電工學(xué)）近代電工學(xué)交流電的應(yīng)用交流電的應(yīng)用電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、 變壓器、遠(yuǎn)距離輸電變壓器、遠(yuǎn)距離輸電 第1頁/共47頁第二頁，共47頁。3、電學(xué)與磁學(xué)的第三次融合：完整的經(jīng)典、電學(xué)與磁學(xué)的第三次融合：完整的經(jīng)典(jngdin)宏觀電磁學(xué)的建立宏觀電磁學(xué)的建立（1 1）麥克斯韋的偉大）麥克斯韋的偉大(wid)(wid)貢貢獻(xiàn)獻(xiàn)力線力線 場(chǎng)的數(shù)學(xué)描述；位移電流；感應(yīng)（渦旋）電場(chǎng)；場(chǎng)的數(shù)學(xué)描述；位移電流；感應(yīng)（渦旋）電場(chǎng)；預(yù)言預(yù)言(yyn)電磁波的存在電磁波的存在變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，反之變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，反之亦然；亦然；提出了光的電磁學(xué)說提出了光的電磁學(xué)說實(shí)現(xiàn)了光

3、與電磁波的統(tǒng)一；實(shí)現(xiàn)了光與電磁波的統(tǒng)一； 電磁通論電磁通論 將靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的電場(chǎng)（磁場(chǎng)）用簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)形式實(shí)現(xiàn)完美的統(tǒng)一；將靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的電場(chǎng)（磁場(chǎng)）用簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)形式實(shí)現(xiàn)完美的統(tǒng)一； 預(yù)言電磁波的存在；預(yù)言電磁波的存在；奠定了電子學(xué)和現(xiàn)代通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)奠定了電子學(xué)和現(xiàn)代通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)為什么要學(xué)習(xí)為什么要學(xué)習(xí)電磁學(xué)電磁學(xué)？物理學(xué)的承上啟下：物理學(xué)的承上啟下： 牛頓力學(xué)牛頓力學(xué)麥克斯韋的電磁理論麥克斯韋的電磁理論愛因斯坦的相對(duì)論愛因斯坦的相對(duì)論第2頁/共47頁第三頁，共47頁。（2 2）赫茲）赫茲(hz)(hz)的貢獻(xiàn)的貢獻(xiàn)（3 3）馬可尼）馬可尼 A .C . A .C .波波夫的貢獻(xiàn)波波

4、夫的貢獻(xiàn)(gngxin)(gngxin)無線電技無線電技術(shù)的發(fā)明術(shù)的發(fā)明用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(ynzhng)了電磁波的存在，了電磁波的存在，并且證明具有干涉、衍射和偏振等性質(zhì)并且證明具有干涉、衍射和偏振等性質(zhì) 光所具有的光所具有的4、信息技術(shù)的理論基礎(chǔ)、信息技術(shù)的理論基礎(chǔ)微電子學(xué)微電子學(xué) 微電子學(xué)技術(shù)：廣播、電視、通信、計(jì)算機(jī)微電子學(xué)技術(shù)：廣播、電視、通信、計(jì)算機(jī)集成電路集成電路 和現(xiàn)代通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)和現(xiàn)代通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)為什么要學(xué)習(xí)為什么要學(xué)習(xí)電磁學(xué)電磁學(xué)？ 就理論基礎(chǔ)來說，僅僅學(xué)習(xí)就理論基礎(chǔ)來說，僅僅學(xué)習(xí)電磁學(xué)電磁學(xué)還不夠，還不夠，還要進(jìn)一步學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)理論；高等數(shù)學(xué)是關(guān)鍵！還要進(jìn)一步

5、學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)理論；高等數(shù)學(xué)是關(guān)鍵！第3頁/共47頁第四頁，共47頁。一、電荷一、電荷(dinh)的的種類種類 1、富蘭克林、富蘭克林 命名正、負(fù)電荷命名正、負(fù)電荷2、電子的、電子的“半徑半徑” m10180r3、質(zhì)子、中子的電荷分布、質(zhì)子、中子的電荷分布質(zhì)子內(nèi)部的電荷分布質(zhì)子內(nèi)部的電荷分布中子內(nèi)部的電荷分布中子內(nèi)部的電荷分布第4頁/共47頁第五頁，共47頁。二、電荷二、電荷(dinh)的量子性的量子性 1、電荷的基本單元、電荷的基本單元電子：一個(gè)電子：一個(gè)(y )模糊的概念模糊的概念C10602.119e2、電荷、電荷(dinh)基本單元的實(shí)驗(yàn)測(cè)定基本單元的實(shí)驗(yàn)測(cè)定密立根油滴密立根油滴實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3

6、、分?jǐn)?shù)基本單元電荷的假定、分?jǐn)?shù)基本單元電荷的假定夸克夸克4、點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷 理想模型理想模型第5頁/共47頁第六頁，共47頁。四、電荷四、電荷(dinh)的相對(duì)論的相對(duì)論不變性不變性 三、電荷三、電荷(dinh)守守恒恒1、電荷守恒定律、電荷守恒定律 文字表述：一個(gè)系統(tǒng)文字表述：一個(gè)系統(tǒng) 意義：解釋物體帶電意義：解釋物體帶電(di din)；電中和；電流；電中和；電流2、電子對(duì)的湮滅、電子對(duì)的湮滅光子電子對(duì)hee氫分子氫分子氦原子氦原子第6頁/共47頁第七頁，共47頁。四、電荷四、電荷(dinh)的相對(duì)論不變的相對(duì)論不變性性氫分子氫分子(fnz)(fnz)氦原子氦原子(yunz)(yunz)1

7、、兩種粒子的電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)差異、兩種粒子的電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)差異不大不大 兩個(gè)電子作為核外電子兩個(gè)電子作為核外電子2、氦原子的能量氦原子的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氫分子的能量大于氫分子的能量 100 100萬倍萬倍核內(nèi)質(zhì)子的核內(nèi)質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)差異差異很大很大3、但是，、但是，氦原子和氫分子都是氦原子和氫分子都是電中性電中性的的4、所以，、所以，電荷的電量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)電荷的電量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)電荷的電量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)電荷的電量與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) 2HeH第7頁/共47頁第八頁，共47頁。 一、庫侖定律一、庫侖定律(k ln dn l)2、庫侖定律、庫侖定律(k ln dn l)的文字表述的文字表

8、述3、庫侖定律的定量表述及圖示庫侖定律的定量表述及圖示1、庫侖定律的意義庫侖定律的意義靜電力的基本定律靜電力的基本定律庫侖力庫侖力符合牛頓第三定律符合牛頓第三定律靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)212212121rerqqkF21re是兩個(gè)靜止是兩個(gè)靜止電荷連線方向電荷連線方向的單位矢量的單位矢量1221FF0041k21221021210441rerqqFk什么叫單位矢量什么叫單位矢量 庫侖定律庫侖定律第8頁/共47頁第九頁，共47頁。4、真空、真空(zhnkng)中的介電常中的介電常數(shù)數(shù))m/(NC1085.841221200k5、例題：比較、例題：比較(bjio)萬有引力與靜電力的大??；萬有

9、引力與靜電力的大?。?真空中介電常數(shù)是普適常數(shù)真空中介電常數(shù)是普適常數(shù)介電常數(shù)是一個(gè)非常重要介電常數(shù)是一個(gè)非常重要(zhngyo)(zhngyo)的物理量，不同物質(zhì)，其值不同的物理量，不同物質(zhì)，其值不同一般物質(zhì)的光、電特性主要體現(xiàn)在其介電常數(shù)上一般物質(zhì)的光、電特性主要體現(xiàn)在其介電常數(shù)上看看原子核內(nèi)的靜電斥力有多大？看看原子核內(nèi)的靜電斥力有多大？計(jì)算表明：氦原子中的電子與質(zhì)子靜電力是其萬有引力的計(jì)算表明：氦原子中的電子與質(zhì)子靜電力是其萬有引力的 倍！倍！3910第9頁/共47頁第十頁，共47頁。 二、靜電力的疊加原理二、靜電力的疊加原理(yunl)1、文字、文字(wnz)表述表述2、滿足、滿足(

10、mnz)矢量運(yùn)算法則矢量運(yùn)算法則0201FFFniinFFFFF121irniiinerqqFFFF012001214注意矢量的書寫方法注意矢量的書寫方法 粗黑斜體粗黑斜體 或加箭頭或加箭頭3、一般矢量場(chǎng)都滿足疊加原理一般矢量場(chǎng)都滿足疊加原理 疊加原理以獨(dú)立原理為前提疊加原理以獨(dú)立原理為前提靜電力的疊加原理矢量圖靜電力的疊加原理矢量圖什么叫什么叫疊加原理疊加原理？一般地一般地對(duì)于點(diǎn)電荷系統(tǒng)對(duì)于點(diǎn)電荷系統(tǒng)第10頁/共47頁第十一頁，共47頁。一、電場(chǎng)一、電場(chǎng)(din chng)的含義的含義2、電場(chǎng)、電場(chǎng)(din chng)強(qiáng)度的定義強(qiáng)度的定義3、場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理1、場(chǎng)源電荷、檢驗(yàn)電荷

11、（試探）電荷場(chǎng)源電荷、檢驗(yàn)電荷（試探）電荷二、電場(chǎng)強(qiáng)度二、電場(chǎng)強(qiáng)度2、場(chǎng)的局域性場(chǎng)的局域性3、場(chǎng)的傳播速度場(chǎng)的傳播速度光速光速1、超距觀點(diǎn)與場(chǎng)的觀點(diǎn)超距觀點(diǎn)與場(chǎng)的觀點(diǎn)0qFE單位正電荷所受的電場(chǎng)力單位正電荷所受的電場(chǎng)力 大小和方向大小和方向niniiniEqFqFE11001電荷電場(chǎng)電荷電荷電荷 第11頁/共47頁第十二頁，共47頁。一、靜止一、靜止(jngzh)點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)2、場(chǎng)源點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、場(chǎng)源點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(din chng)強(qiáng)度強(qiáng)度3、場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理1、檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力單位正電荷所受的電場(chǎng)力單位正電荷所受的電場(chǎng)力 大小和方向大小和方

12、向niniiniEqFqFE11001rerqqF2004rerqqFE2004點(diǎn)電荷系統(tǒng)點(diǎn)電荷系統(tǒng) 檢驗(yàn)電荷檢驗(yàn)電荷場(chǎng)源電荷場(chǎng)源電荷 靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)niiiniirqqFE120104第12頁/共47頁第十三頁，共47頁。3.1電荷是線分布電荷是線分布(fnb)系統(tǒng)系統(tǒng)rerdqEd204dldqrdlrdq)()(當(dāng)電荷連續(xù)當(dāng)電荷連續(xù)(linx)分布分布時(shí)時(shí)rerdqEdE204lrEQrelrdlerdqEdE0200020)(44 關(guān)鍵關(guān)鍵(gunjin)是是取微元！取微元！第13頁/共47頁第十四頁，共47頁。3.2電荷是面分布電荷是面分布(fnb)系統(tǒng)系統(tǒng)dsdq

13、rdsrdq)()(SrEQrerdsrerdqEdE02000204)(43.3電荷電荷(dinh)是體分布系統(tǒng)是體分布系統(tǒng)dvdqrdvrdq)()(VrEQrerdvrerdqEdE02000204)(4 第14頁/共47頁第十五頁，共47頁。例例1.3P17電偶極子：大小電偶極子：大小ql 方向方向(fngxing)q 指向指向 +q304rrqEP點(diǎn)點(diǎn)304rrqE)81 (414222222rlrrlrlrrr 4、場(chǎng)強(qiáng)疊加的計(jì)算、場(chǎng)強(qiáng)疊加的計(jì)算(j sun)學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn) 電偶極子的電場(chǎng)電偶極子的電場(chǎng)(din chng)(din chng)第15頁/共47頁第十六頁，共47頁。

14、304rrqEP點(diǎn)點(diǎn)304rrqE)81 (414222222rlrrlrlrrr)(444303030rrrqrrqrrqEEEP點(diǎn)和場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)和場(chǎng)強(qiáng)電偶極子的電矩（電偶極矩）電偶極子的電矩（電偶極矩）30303044)(4rprl qrrrqEEElrr 第16頁/共47頁第十七頁，共47頁。例例1.4P18：帶電直線周圍帶電直線周圍(zhuwi)的電的電場(chǎng)場(chǎng)xdEErxrdldEdEx204cos0ydEY對(duì)稱對(duì)稱(duchn)dxdlxl2costan P點(diǎn)點(diǎn)x處，其電場(chǎng)處，其電場(chǎng)(din chng)微元只有微元只有dldq 帶電直線中垂線上的電場(chǎng)帶電直線中垂線上的電場(chǎng) y軸軸l 處，其微

15、元處，其微元dl上的電荷上的電荷dq為為cosdEdEx 幾何關(guān)系幾何關(guān)系第17頁/共47頁第十八頁，共47頁。rxrdldEdEx204cos0ydEY對(duì)稱對(duì)稱(duchn)212200100)4(42sin4cos11LxxLxdxdEEExP點(diǎn)點(diǎn)x 處，當(dāng)處，當(dāng)x L時(shí)時(shí) P點(diǎn)點(diǎn)x處，當(dāng)處，當(dāng)x L時(shí)時(shí) 22cosxRrrx202322020204)(444cosxqxRqxrxrqrqE 相當(dāng)于點(diǎn)電荷電場(chǎng)相當(dāng)于點(diǎn)電荷電場(chǎng)(din chng)均勻帶電細(xì)圓環(huán)軸線上的電場(chǎng)均勻帶電細(xì)圓環(huán)軸線上的電場(chǎng)第19頁/共47頁第二十頁，共47頁。例例1.6P21:帶電帶電(di din)圓盤圓盤/dEE

16、圓盤圓盤(yun pn)r 處環(huán)帶的電荷處環(huán)帶的電荷微元為微元為rdrdsdq22322023220)(42)(4xrrrdrxxrxdqdE)(1 2)(2212200232200 xRxxrrdrdEERE 304rxqE均勻帶電均勻帶電(di din)圓面軸圓面軸線上的電場(chǎng)線上的電場(chǎng)該電荷微元在產(chǎn)生的電場(chǎng)為該電荷微元在產(chǎn)生的電場(chǎng)為第20頁/共47頁第二十一頁，共47頁。P點(diǎn)點(diǎn)x處，當(dāng)處，當(dāng)x L時(shí)時(shí) 2020244xqxRE 相當(dāng)于點(diǎn)電荷電場(chǎng)相當(dāng)于點(diǎn)電荷電場(chǎng)(din chng)P點(diǎn)點(diǎn)x 處，當(dāng)處，當(dāng)xR時(shí)時(shí) 02E無窮大帶電平面無窮大帶電平面產(chǎn)生產(chǎn)生(chnshng)勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)均勻

17、帶電均勻帶電(di din)圓面軸線上圓面軸線上的電場(chǎng)的電場(chǎng)第21頁/共47頁第二十二頁，共47頁。正、負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力正、負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力電偶極子：大小電偶極子：大小(dxio)ql 方向方向q 指向指向 +qEpEl qErrqErqErqFrFrM)()(EqFEqF 電偶極子在外電場(chǎng)電偶極子在外電場(chǎng)(din chng)的受力的受力例例1.7P22：電場(chǎng)：電場(chǎng)(din chng)中的電中的電偶極子偶極子本次作業(yè)：本次作業(yè)：P39：1.2； 1.3； 1.5第22頁/共47頁第二十三頁，共47頁。一、電場(chǎng)線的含義一、電場(chǎng)線的含義(hny)(hny)與性質(zhì)與性質(zhì)1、電場(chǎng)線含義、電場(chǎng)線含義

18、(hny) 電場(chǎng)線數(shù)密度電場(chǎng)線數(shù)密度(md)(md)與與 場(chǎng)強(qiáng)大小的關(guān)系場(chǎng)強(qiáng)大小的關(guān)系2、電場(chǎng)線性質(zhì)電場(chǎng)線性質(zhì)物理意義物理意義dSdEe 3、電場(chǎng)線的數(shù)學(xué)意義電場(chǎng)線的數(shù)學(xué)意義請(qǐng)你用語言表述請(qǐng)你用語言表述該式的含義！該式的含義！電場(chǎng)線的所疏密度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小電場(chǎng)線的所疏密度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小電場(chǎng)線的切線表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向電場(chǎng)線的切線表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向同一電荷發(fā)出的任意兩條同一電荷發(fā)出的任意兩條電場(chǎng)線不相交電場(chǎng)線不相交電場(chǎng)線的方向指向電勢(shì)降落最快的方向電場(chǎng)線的方向指向電勢(shì)降落最快的方向電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于該點(diǎn)電場(chǎng)線數(shù)密度小等于該點(diǎn)電場(chǎng)線數(shù)密度第23頁/共47頁第二

19、十四頁，共47頁。4、幾種靜止、幾種靜止(jngzh)電荷的電荷的電場(chǎng)線電場(chǎng)線電偶極子電偶極子點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷帶電帶電(di din)直線直線 幾種幾種(j zhn(j zhn) )靜止電荷的電靜止電荷的電場(chǎng)線分布場(chǎng)線分布第24頁/共47頁第二十五頁，共47頁。二、電通量的含義二、電通量的含義(hny)(hny)與性質(zhì)與性質(zhì)通過通過(tnggu)(tnggu)電場(chǎng)中某面積元電場(chǎng)線電場(chǎng)中某面積元電場(chǎng)線的條數(shù)的條數(shù)SeeSdEde00通過通過(tnggu)(tnggu)某封閉面積的某封閉面積的電通量電通量SeSdE 注意面積元的方向與注意面積元的方向與 場(chǎng)強(qiáng)方向的關(guān)系場(chǎng)強(qiáng)方向的關(guān)系面積元的方向如何表示

20、？面積元的方向如何表示？二重積分二重積分曲面積分曲面積分 通過通過dS 面積元的電通量面積元的電通量SdEdSeEEdSEdSdnecos第25頁/共47頁第二十六頁，共47頁。通過封閉通過封閉(fngb)(fngb)曲面的曲面的電通量電通量 通過某封閉通過某封閉(fngb)(fngb)面積的電面積的電通量通量SeSdE曲面曲面(qmin)(qmin)積分積分通過通過任意面積任意面積的電通量的電通量 通過任意曲面的電通量通過任意曲面的電通量曲面積分曲面積分SeSdE0第26頁/共47頁第二十七頁，共47頁。一、高斯一、高斯(o s)(o s)定律的含義定律的含義 用電通量表示電場(chǎng)用電通量表示電

21、場(chǎng)(din chng)和場(chǎng)源之間的關(guān)系和場(chǎng)源之間的關(guān)系1、封閉球面、封閉球面S 包圍包圍點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷的情況情況圖圖(a)(a) 高斯定律的物理意義高斯定律的物理意義幾何意義和數(shù)學(xué)意義幾何意義和數(shù)學(xué)意義第27頁/共47頁第二十八頁，共47頁。1、封閉球面、封閉球面S 包圍包圍(bowi)點(diǎn)電荷的情況點(diǎn)電荷的情況圖圖(a)由電通量與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系由電通量與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系(gun x)(gun x)，得，得022020204444qrrqdSrqdSrqSdESSSe 與封閉球面的面積、位置無關(guān)；與封閉球面的面積、位置無關(guān)； 僅僅僅僅(jnjn)(jnjn)與封閉球面所與封閉球面所 包包圍的電荷圍

22、的電荷 有關(guān)有關(guān)這是最重要的結(jié)論！這是最重要的結(jié)論！ 高斯定律的物理意義高斯定律的物理意義幾何意義和數(shù)學(xué)意義幾何意義和數(shù)學(xué)意義第28頁/共47頁第二十九頁，共47頁。2、任意、任意(rny)封閉面封閉面S（不是球面）包圍點(diǎn)電荷的情況（不是球面）包圍點(diǎn)電荷的情況圖圖(a)由電通量與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系由電通量與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系(gun x)(gun x)，得，得0203030304)(cos)(4cos44qrrrqdSrqrdSrdSnrqSdrrqSdESSSSSe為什么？即SSdSrqdSrq202044 高斯定律的物理意義高斯定律的物理意義幾何幾何(j h)意義和數(shù)意義和數(shù)學(xué)意義學(xué)意義第29頁/

23、共47頁第三十頁，共47頁。3、封閉球面（或任意封閉曲面）不包圍、封閉球面（或任意封閉曲面）不包圍(bowi)點(diǎn)電荷的情況點(diǎn)電荷的情況圖圖(b)0444444411112120202020202020SSSSSSSSedSrqdSrqdSrqdSrqdSrqdSrqdSrqSdE由電通量與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系由電通量與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系(gun x)(gun x)，得，得 有多少有多少(dusho)電通量進(jìn)電通量進(jìn)入封閉面入封閉面就有多少就有多少(dusho)電通量電通量出封閉面！出封閉面！第30頁/共47頁第三十一頁，共47頁。4、多個(gè)點(diǎn)電荷組成、多個(gè)點(diǎn)電荷組成(z chn)點(diǎn)電荷系統(tǒng)點(diǎn)電荷系統(tǒng)nEE

24、EE21nneneeSnSSSqqqqSdESdESdESdE1int0002012121e1nSqSdE1int0e1二、高斯二、高斯(o s)(o s)定律的數(shù)學(xué)表定律的數(shù)學(xué)表式式三、高斯定律三、高斯定律(dngl)(dngl)的文字表述的文字表述 P29 P29四、注意四、注意高斯定律中的場(chǎng)強(qiáng)由高斯定律中的場(chǎng)強(qiáng)由封閉面內(nèi)、外的電荷封閉面內(nèi)、外的電荷共同決定！共同決定！高斯定律中的電通量只與高斯定律中的電通量只與封閉面內(nèi)的電荷封閉面內(nèi)的電荷有關(guān)有關(guān)為什么？為什么？ 第31頁/共47頁第三十二頁，共47頁。例例1.8P30用高斯定律求點(diǎn)電荷用高斯定律求點(diǎn)電荷q的電場(chǎng)的電場(chǎng)(din chng)

25、分布分布204sssE dSEdSEdSqEr左邊右邊 0sqEdS球面是最簡(jiǎn)單球面是最簡(jiǎn)單(jindn)的高的高斯面斯面第32頁/共47頁第三十三頁，共47頁。qrE0214 .rerqE204rerqqqEF20004 如果如果(rgu)P處有點(diǎn)電荷，則處有點(diǎn)電荷，則 對(duì)稱性對(duì)稱性 場(chǎng)或電荷分布場(chǎng)或電荷分布高斯高斯(o s)定律應(yīng)用定律應(yīng)用的關(guān)鍵的關(guān)鍵球面是最簡(jiǎn)單球面是最簡(jiǎn)單(jindn)的高斯面的高斯面 第33頁/共47頁第三十四頁，共47頁。例例1.9P31 用高斯定律求均勻用高斯定律求均勻帶電球面帶電球面(qimin)的的電場(chǎng)分布電場(chǎng)分布24 rEdSEEdSSdEsSse024qr

26、E)(420RrerqEr在球外在球外P點(diǎn)點(diǎn) 均勻帶電球面均勻帶電球面(qimin)的電的電場(chǎng)分布場(chǎng)分布第34頁/共47頁第三十五頁，共47頁。24 rEdSEEdSSdEsSse)(0RrE00402rE在球內(nèi)在球內(nèi)P點(diǎn)點(diǎn)均勻均勻(jnyn)帶電球面的電帶電球面的電場(chǎng)分布場(chǎng)分布 第35頁/共47頁第三十六頁，共47頁。例例1.10P32用高斯定律用高斯定律(dngl)求均勻帶電體的電場(chǎng)求均勻帶電體的電場(chǎng)分布分布)(420RrerqEr 均勻帶電體外某點(diǎn)均勻帶電體外某點(diǎn)(球面球面(qimin)上上) 電場(chǎng)電場(chǎng)相當(dāng)于點(diǎn)電荷相當(dāng)于點(diǎn)電荷 均勻帶電球體的電場(chǎng)均勻帶電球體的電場(chǎng)(din chng)分布

27、分布第36頁/共47頁第三十七頁，共47頁。)(430RrrRqE3333int3434RqrrRqq 均勻均勻(jnyn)帶電體內(nèi)某點(diǎn)帶電體內(nèi)某點(diǎn)(球面上球面上) 電場(chǎng)電場(chǎng)均勻帶電球體的電場(chǎng)均勻帶電球體的電場(chǎng)(din chng)分布分布 第37頁/共47頁第三十八頁，共47頁。例例1.11P34 取閉合取閉合(b h)圓柱面作為高斯面圓柱面作為高斯面圓柱體的上底面、下底面和圓柱體的上底面、下底面和側(cè)面?zhèn)让?cmin)(cmin)的法線與場(chǎng)強(qiáng)的方的法線與場(chǎng)強(qiáng)的方向如何？什么叫面的法線？向如何？什么叫面的法線？ 無限長均勻帶電無限長均勻帶電(di din)直線的電場(chǎng)分布直線的電場(chǎng)分布0qdSEs

28、 如何應(yīng)用如何應(yīng)用高斯定律高斯定律? ?用用高斯定律求高斯定律求無限長均無限長均勻帶電直線勻帶電直線的電場(chǎng)分布的電場(chǎng)分布第38頁/共47頁第三十九頁，共47頁。rlEdSEBSe2rE02bbbbllbtlSSSSSSSSSSdSEEdSSdESdEEdSEdSSdESdESdESdE0cos00)90cos(90cose 無限長均勻帶電無限長均勻帶電直線的電場(chǎng)直線的電場(chǎng)(din chng)分布分布00lqe00eqSdES第39頁/共47頁第四十頁，共47頁。例例1.12P35用高斯用高斯(o s)定律求定律求無限大均無限大均勻帶電平面的電場(chǎng)分布勻帶電平面的電場(chǎng)分布 取閉合取閉合(b h)圓

29、柱體作為高斯圓柱體作為高斯面面 無限大均勻帶電無限大均勻帶電(di din)平面的電場(chǎng)分布平面的電場(chǎng)分布圓柱體的上底面、下底面圓柱體的上底面、下底面和側(cè)面的法線與場(chǎng)強(qiáng)的方向如和側(cè)面的法線與場(chǎng)強(qiáng)的方向如何？何？什么叫面的法線？什么叫面的法線？0qdSEs 如何應(yīng)用如何應(yīng)用高斯定律高斯定律? ?第40頁/共47頁第四十一頁，共47頁。SESESEEdSEdSEdSSdESdESdESdEslrslrSSSSSSS2090cos0cos0cose無限大均勻帶電平面無限大均勻帶電平面(pngmin)(pngmin)電場(chǎng)分析電場(chǎng)分析0int0qQ右邊Sqint02E勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)(din (din chng) chng) 為為什么？什么？ 第41頁/共47頁第四十二頁，共47頁。例例1.13P35用高斯定律求兩個(gè)平行無限用高斯定律求兩個(gè)平行無限大均勻大均勻(jnyn)帶電平面的電場(chǎng)帶電平面的電場(chǎng)分布分布 用無限大均勻帶電平面用無限大均勻帶電平面(pngmin)的結(jié)論的結(jié)論02E 帶電平行帶電平行(pngxng)(pngxng)平面的電平面的電場(chǎng)分析場(chǎng)分析 平行