大學(xué)物理課件1 電場強(qiáng)度 電場疊加原理

參考書推薦:·張三慧,大學(xué)物理(3rd),清華大學(xué)出版社·馬文蔚等,物理學(xué)(5th),高等教育出版社·趙凱華等,新概念物理學(xué)教程系列,高等教育出版社·陸果,基礎(chǔ)物理學(xué),高等教育出版社·馬文蔚等,物理學(xué)(5th)習(xí)題分析與解答,高等教育出版社·沈慧君等,大學(xué)物理學(xué)習(xí)題討論課指導(dǎo)(2nd),清華大學(xué)出版社·物理與文化,倪光炯(2nd),高等教育出版社平時成績:1.期末成績=平時成績×Q+考試成績×P.平時成績滿分100,Q=20~25%,考試成績滿分100,P=80~75%.平時成績包括作業(yè),考勤,習(xí)題課,課堂問答等.2.作業(yè)成績分三檔,A:正確率高90-100%,按時完成,條理清晰,書寫工整;B:正確率較高60-90%,按時完成;C:正確率小于60%.作業(yè)如有雷同,任選其一計分,其余雷同者不得分.未按時交作業(yè)可在下次交作業(yè)時補(bǔ)齊,補(bǔ)交一律按C記錄.不接受期末補(bǔ)交多次作業(yè).缺一次作業(yè)(包括雷同)平時成績減1分.平時成績:3.每周第一次物理課前收上一周作業(yè).選擇題和填空題須簡要寫出依據(jù);計算題參照教材例題形式解答.4.考勤采取隨堂抽查,無故缺勤一次減1分.5.課堂提問與習(xí)題討論課積極參與,認(rèn)真回答問題,可得1~2分,平時成績總分不超過規(guī)定最高分.6.平時成績不出現(xiàn)負(fù)分.大學(xué)物理網(wǎng)http://支持手機(jī)訪問(省流量)手機(jī)號碼就低調(diào)了,親們暫時用不到tencent@微物理sina@大學(xué)物理在線物理答疑群73949189物理微課群212495592理論物理群218528878中學(xué)物理群203388356微積分qq群315512979關(guān)注大學(xué)物理網(wǎng)關(guān)注“微物理”讀點哲學(xué),對話于社會;讀點藝術(shù),對話于自我;讀點物理,對話于自然——施大寧《文化物理》課程內(nèi)容·熱學(xué)·波動光學(xué)·機(jī)械力學(xué)·機(jī)械振動與機(jī)械波(基于機(jī)械力學(xué))·電磁學(xué)·狹義相對論,量子力學(xué)簡介上學(xué)期本學(xué)期第五篇電磁學(xué)法拉第的電磁感應(yīng)定律:電磁一體庫侖定律:

電荷與電荷間的相互作用(磁極與磁極間的相互作用)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng),安培發(fā)現(xiàn)電流與電流間的相互作用規(guī)律.

電磁學(xué)是物理學(xué)第三次大綜合的結(jié)果麥克斯韋的電磁場統(tǒng)一理論(19世紀(jì)中期)赫茲在實驗中證實電磁波的存在,光是電磁波.工業(yè)技術(shù)上的重要意義:發(fā)電機(jī)電動機(jī)無線電技術(shù)等.電磁相互作用及規(guī)律電磁學(xué)研究對象電磁學(xué)靜電場恒定磁場變化的電磁場

主要特點:研究對象不再是分離的實物,而是連續(xù)分布的場,用空間函數(shù)(如

等)描述.第9章電荷與真空中的電場人體電勢為什么如此分布?曲線意義何在?有什么規(guī)律?與它帶電的多少有關(guān)與物體電荷的分布有關(guān)§9.1電荷庫侖定律9.1.1電荷的量子化自然界中存在兩種電性相反的電荷,一種是正電荷,另一種是負(fù)電荷.電荷:帶正電或負(fù)電的基本粒子,或這種粒子所帶的電量.基本電荷量:物體帶電量為基本電荷的整數(shù)倍:9.1.2電荷守恒定律電絕緣系統(tǒng)(不與外界交換電荷)中,電量的代數(shù)和保持不變.第9章電荷與真空中的電場目前認(rèn)為電子帶電的數(shù)值是電量的最小單位,叫做基本電荷或基元電荷.單位:庫侖庫(C)電子(e)該實驗結(jié)論叫做電荷的量子化,自然界的普遍規(guī)律,最基本的量子化結(jié)論之一.+-電子對湮滅+-電子對產(chǎn)生重原子核施力電荷指向受力電荷的單位矢量(徑向單位矢量).真空中的介電常數(shù):2.庫侖定律:1.點電荷:帶電體的直線尺度(線度)遠(yuǎn)小于其本身與其他帶電體之間的距離,且?guī)щ婓w形狀可以忽略時,該帶電體可以視作帶電的“點”,稱作點電荷,靜電學(xué)最基本的理想模型.9.1.3真空中庫侖定律國際單位制中3.靜電力疊加原理點電荷系對某點電荷的靜電力等于系內(nèi)各點電荷單獨存在時對該電荷靜電力的矢量和.在連續(xù)帶電體上選取微量電荷

dQ

(電荷元)Q作用范圍:目前認(rèn)為在10-15~107m連續(xù)帶電的物體對附近電荷的靜電力求法:不是積分下限,表示積分變量的定義域(取值范圍).例9-1.在氫原子中,電子與質(zhì)子的距離約為5.310-11m.對比它們之間的靜電力和萬有引力.解:§9.2

電場與電場強(qiáng)度1.“場”的提出牛頓:超距作用

笛卡爾:靠“以太”傳遞法拉第:“場”的概念(1837)麥克斯韋:建立電磁場方程,定量描述場的性質(zhì)和運動規(guī)律.電荷電場電荷9.2.1電場電場:存在于電荷周圍,傳遞電荷與電荷之間相互作用的一種特殊物質(zhì).已知:M=1.6710-27kgG=6.6710-11N·m2·kg-2

m=9.1110-31kg場的物質(zhì)性體現(xiàn)在:1.對身處其中的帶電體有力的作用,表明電場具有動量;2.電場力可以作功,表明電場具有能量.場與實物的共性:都是客觀存在;存在形式也都是多樣的;遵循質(zhì)量守恒,能量守恒,動量守恒和角動量守恒等規(guī)律;既不能創(chuàng)生,也不能消滅,只能由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式.場與實物的區(qū)別:2.實物不能達(dá)到光速,場以光速傳播;3.實物受力產(chǎn)生加速度,場不能被加速;4.實物具有不可入性,以間斷形式存在,可以當(dāng)作參考系;場具有可入性,以連續(xù)形式存在,具有可疊加性,不能當(dāng)作參考系.電場與實物的聯(lián)系:實物周圍存在相關(guān)的場,場傳遞實物間的相互作用,場和實物可以相互轉(zhuǎn)化.※現(xiàn)代物理認(rèn)為場是更基本的,粒子是場處于激發(fā)態(tài)的一種表現(xiàn)(電子對的產(chǎn)生和湮滅).1.實物質(zhì)量密度大(~1000kg/m3),場質(zhì)量密度很小(~10-23kg/m3),無靜止質(zhì)量;9.2.2電場強(qiáng)度——描述電場強(qiáng)弱及方向性場源電荷:產(chǎn)生電場的點電荷,點電荷系,或帶電體.試驗電荷:電量足夠小的點電荷.略去對場源電荷分布的影響與場點對應(yīng)試驗電荷q0在電場P點所受靜電力與q0電量的比值即為該點的電場強(qiáng)度,簡稱場強(qiáng):大小:等于單位試驗電荷在該點所受電場力的大小方向:正試驗電荷的受力方向單位:NC-1

或Vm-19.2.3點電荷與點電荷系的電場強(qiáng)度1.點電荷的電場強(qiáng)度由庫侖定律,試驗電荷受力:Q討論:反映電場本身的性質(zhì),與試驗電荷無關(guān).電場強(qiáng)度是點函數(shù)靜電場