大学物理下静电学.ppt

电磁学是研究物质间电磁相互作用及其运动规律的科学
1 电磁学的研究对象
2 电磁学的研究方法
(1) 实物粒子的研究方法
跟踪粒子,描述粒子运动状态
分析实物粒子受力状况,分析实物粒子运动状态发生改变的原因
(2) 场的研究方法
标量场:描述其“梯度”
矢量场:描述其“散度”与“旋度”
为何标量场只需描述其梯度,矢量场只需描述散度与旋度?
篇序
3 电磁学内容结构
经典电磁规律的总结——麦克斯韦方程组
对各向同性的均匀介质
预言电磁波存在→光速恒定→相对论
微观尺度下要修正→量子电动力学
静电学章内容结构
(1) 静电场的性质
电场的定量描述
真空中的静电场
静电场中的金属导体
介质中的静电场
稳恒电路中的静电场
(2) 静电场的能量
电容与电容器
静电场的能量
第十章静电学

电荷的种类
电荷的量子性
电荷守恒定律
电荷相对论不变性

真空中, 点电荷q2对点电荷q1的作用力为
q2
q1
r
F
§10-1 电场
(3)公式中的系数是SI制要求的。
(2)点电荷q2受到的静电力,与点电荷q1受的力大小相等而方向相反。
真空的介电常量
-F
q2
q1
r
F
说明
当q1、q2同号, 与同向, 为斥力;当q1、q2异号, 与反向, 为吸力。
(1) 是从点电荷q2指向点电荷q1的单位矢量, 。

点电荷系对某点电荷的作用等于系内各点电荷单独存在时对该电荷作用的矢量和。
q1
(4)适用范围: 目前认为在10-15m~107m均成立。
推广:如何计算电荷连续分布的带电体对一点电荷的作用力?
学****电磁场一个非常重要的任务就是学会场的研究方法。
:场量在空间各点只有大小,没有方向。
Ⅰ. 求出场的空间分布U(x,y,z)。
Ⅱ.画等值线或等值面。
Ⅲ. 计算标量场的梯度。
等值线反映标量场分布,梯度反映场量沿垂直于等值线方向的空间变化率。
地形等高线
§10-2 电场的描述
:场量不仅有大小而且还有方向。
如静电场、稳恒磁场。
Ⅱ.画场线。
Ⅲ. 计算矢量场的通量和散度
Ⅳ.计算矢量场的环量和旋度
矢量场的通量(或散度)是否为零可反映矢量场是否有源; 矢量场的环量(或旋度)是否为零可反映矢量场是否是保守场。
Ⅰ. 求出场的空间分布,如E(x,y,z)、B(x,y,z) 。