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1、教 材：物理学教程 马文蔚等参考书:【普通物理学】，程守洙江之永主编，高教五版【物理学】，马文蔚改编，高教版四版【大学物理学】，赵近芳，北京邮电大学版,大学物理(2011-2012学年第一学期),电 磁 学,强电:电能是应用最广泛的能源；弱电:电磁波的传播实现了信息传递；交叉:电磁学与工程技术各个领域有密切的联系；机理:电磁学的研究在理论方面十分重要。,电 磁 学,法拉第的电磁感应定律：电磁一体,麦克斯韦电磁场统一理论（19世纪中叶）,赫兹在实验中证实电磁波的存在，光是电磁波.,技术上的重要意义：发电机、电动机、无线电技术等.,奥斯特的发现：电流的磁效应.安培发现：电流与电流间的相互作用规律.
2、,静电场-相对于观察者静止的电荷产生的电场，并非“平安无事”！（静电跳球）两个物理量：场强、电势；一个实验规律：库仑定律；两个定理：高斯定理、环流定理,本章要点,波斯顿科技馆静电演示厅,一 电荷的量子化,二 电荷守恒定律,在孤立系统中,电荷的代数和保持不变.,强子的夸克模型具有分数电荷（或 元电荷）但实验上尚未直接证明.,（自然界的基本守恒定律之一）,1773年发表有关材料强度的论文，所提出的计算物体上应力和应变分布情况的方法沿用到现在，是结构工程的理论基础。1777年开始研究静电和磁力问题。当时法国科学院悬赏征求改良航海指南针中的磁针问题。库仑认为磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，提出用细头发
3、丝或丝线悬挂磁针。研究中发现线扭转时的扭力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置测出静电力和磁力的大小，这导致他发明扭秤。1779年对摩擦力进行分析，提出有关润滑剂的科学理论。还设计出水下作业法，类似现代的沉箱。1785-1789年，用扭秤测量静电力和磁力，导出著名的库仑定律。,库仑法国工程师、物理学家。1736年6月14 日生于法国昂古莱姆。1806年8月23日在巴黎逝世。,早年就读于美西也尔工程学校。离开学校后，进入皇家军事工程队当工程师。法国大革命时期，库仑辞去一切职务，到布卢瓦致力于科学研究。法皇执政统治期间，回到巴黎成为新建的研究院成员。,三 点电荷模型,四 库仑定律,：真空电
4、容率,库仑力遵守牛顿第三定律,：q1 指向 q2 的单位矢量,库仑定律,五 静电场,实验证实了两静止电荷间存在相互作用的静电力，但其相互作用是怎样实现的？,场是一种特殊形态的物质,电场,叠加性,研究方法：,能法引入电势 u,力法引入场强,对外表现：,a.对电荷（带电体）施加作用力b.电场力对电荷（带电体）作功,电场强度,六 电场强度,单位：或,电场中某点处的电场强度 等于位于该点处的单位试验电荷所受的力，其方向为正电荷受力的方向.,电荷 在电场中受力,（试验电荷为点电荷、且足够小,故对原电场几乎无影响）,1.由 是否能说，与 成正比，与 成反比？,讨论,2.一总电量为Q0的金属球，在它附近P点
5、产生的场强为。将一点电荷q0引入P点，测得q实际受力 与 q之比为，是大于、小于、还是等于P点的,七 点电荷的电场强度,问,八 电场强度的叠加原理,由力的叠加原理得 所受合力,点电荷 对 的作用力,故 处总电场强度,电场强度的叠加原理,电荷连续分布情况,电荷体密度,点 处电场强度,电荷面密度,电荷线密度,1.点电荷的电场的计算,九、电场强度的计算,2.点电荷系的电场的计算,设真空中有n个点电荷q1,q2,qn，则P点场强,场强在坐标轴上的投影,电偶极矩（电矩）,例1 电偶极子的电场强度,电偶极子的轴,（1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度,（2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度,根据对称
6、性可知,结论,3.连续带电体的电场的计算（积分法）,电荷元表达式,体电荷,面电荷,线电荷,思路,由对称性有,（1）,（点电荷电场强度）,（2）,（3）,电荷元dq产生的电场,根据对称性,例3,求均匀带电半圆环圆心处的，已知 R、,解 由例 2,（点电荷电场强度）,例5 两块无限大均匀带电平面，已知电荷面密度为，计算场强分布。,两板之间：,两板之外：E=0,六带电体在外电场中所受的力,课堂讨论：如图已知q、d、S,求两板间的所用力,解：由场强叠加原理,解：合力,合力矩,将上式写为矢量式,力矩总是使电矩 转向 的方向，以达到稳定状态。,可见：力矩最大；力矩最小。,例7.一均匀带电球面，电荷面密度为，球面内电场强度处处为零，球面上面元d S带有 d S 的电荷，该电荷在球面内各点产生的电场强度(A)处处为零(B)不一定都为零(C)处处不为零(D)无法判定,答案：C,作业,9.6 静电场练习一,
