高二物理競賽靜電場的概念課件

電磁學(xué)

電能是應(yīng)用最廣泛的能源；電磁波的傳播實現(xiàn)了信息傳遞；電磁學(xué)與工程技術(shù)各個領(lǐng)域有十分密切的聯(lián)系；電磁學(xué)的研究在理論方面也很重要。1905年愛因斯坦建立狹義相對論1865年麥克斯韋提出電磁場理論1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流對磁針的作用公元前600年1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)古希臘泰勒斯第一次記載電現(xiàn)象第7章真空中的靜電場靜電場----相對于觀察者靜止的電荷產(chǎn)生的電場恒定電場—不隨時間改變的電荷分布產(chǎn)生不隨時間改變的電場

兩個物理量：場強、電勢；

一個實驗規(guī)律：庫侖定律；

兩個定理：高斯定理、環(huán)流定理電荷守恒定律：在一個孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的過程中，正負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。電荷的量子化效應(yīng)：Q=Ne7.1靜電場的概念

7.1.1電荷與電荷守恒定律電荷的種類：正電荷、負(fù)電荷電荷的性質(zhì)：同號相斥、異號相吸電荷的多少單位：庫侖符號：C電荷具有相對論不變性。7.1.2庫侖定律——真空介電常數(shù)。——單位矢量,由指向。——電荷q1作用于電荷q2的力。

真空中兩個靜止的點電荷之間的作用力（靜電力），與它們所帶電荷的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比，作用力沿著這兩個點電荷的連線,同號相斥，異號相吸。討論庫侖定律包含同號相斥，異號相吸這一結(jié)果。(a)q1和q2同號，則q1q2>0,

和同向，方程說明1排斥2斥力(b)q1和q2異號，則q1q2<0,

和反向，方程說明1吸引2引力注意：只適用兩個點電荷之間數(shù)學(xué)表達式離散狀態(tài)連續(xù)分布

靜電力的疊加原理作用于某電荷上的總靜電力等于其他點電荷單獨存在時作用于該電荷的靜電力的矢量和。所以庫侖力與萬有引力數(shù)值之比為

電子與質(zhì)子之間靜電力（庫侖力）為吸引力電子與質(zhì)子之間的萬有引力為

例1在氫原子中，電子與質(zhì)子的距離為5.310-11米，試求靜電力及萬有引力，并比較這兩個力的數(shù)量關(guān)系。忽略！解：由于電子與質(zhì)子之間距離約為它們自身直徑的105倍，因而可將電子、質(zhì)子看成點電荷。例2有—長度為2b，電荷線密度為λ的均勻帶電直線，—個點電荷q位于它的垂直平分線上，離開它的垂直距離為a，計算作用于點電荷上的力。圖11.3解

根據(jù)對稱性:由圖有和1.電場疊加性研究方法：能法—引入電勢U力法—引入場強對外表現(xiàn)：a.對電荷（帶電體）施加作用力b.電場力對運動電荷（帶電體）作功2.電場強度場源電荷試驗電荷電場電荷電荷7.1.3電場電場強度討論(2)一總電荷為Q>0的金屬球，在它附近P點產(chǎn)生的場強為。將一點電荷q>0引入P點，測得q實際受力與q之比為，是大于、小于、還是等于P點的(1)由是否能說，與成正比，與成反比？

場強疊加原理點電荷系連續(xù)帶電體1.點電荷電場7.1.4電場強度的計算電荷守恒定律：在一個孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的過程中，恒定電場—不隨時間改變的電荷分布產(chǎn)生不隨時間電荷的種類：正電荷、負(fù)電荷改變的電場對電荷（帶電體）施加作用力電荷守恒定律：在一個孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的過程中，注意：只適用兩個點電荷之間電磁學(xué)的研究在理論方面也很重要。（1）當(dāng)?shù)姆较蜓豿軸正向1電荷與電荷守恒定律注意：只適用兩個點電荷之間方向垂直帶電導(dǎo)體向里。電能是應(yīng)用最廣泛的能源；(b)q1和q2異號，則q1q2<0,和反向，1靜電場的概念將一點電荷q>0引入P點，測得q實際受力與q之比為，是大于、小于、還是等于P點的兩個物理量：場強、電勢；電子與質(zhì)子之間的萬有引力為如圖已知：q、-q、r>>l，——單位矢量,由指向。解：A點設(shè)+q和-q的場強分別為和1電荷與電荷守恒定律設(shè)真空中有n個點電荷q1,q2,…qn，則P點場強場強在坐標(biāo)軸上的投影2.點電荷系的電場□例1．電偶極子如圖已知：q、-q、r>>l，電偶極矩求：A點及B點的場強解：A點設(shè)+q和-q

的場強分別為和對B點：結(jié)論3.連續(xù)分布電荷的電場電荷元隨不同的電荷分布應(yīng)表達為體電荷面電荷線電荷□例2

求一均勻帶電直線在O點的電場。已知：

a、1、2、。解題步驟1.

選電荷元5.選擇積分變量4.建立坐標(biāo)，將投影到坐標(biāo)軸上2.確定的方向3.確定的大小選θ作為積分變量

當(dāng)直線長度無限長均勻帶電直線的場強當(dāng)方向垂直帶電導(dǎo)體向外，當(dāng)方向垂直帶電導(dǎo)體向里。討論課堂練習(xí)求均勻帶電細(xì)桿延長線上一點的場強。已知q,L,a例3求一均勻帶電圓環(huán)軸線上任一點x處的電場。已知：q、R、x。yzxxpRdqryzxxpRdqr討論（1）當(dāng)