中科大电磁学课件PPT学习教案.pptx

1、会计学1中科大电磁学课件中科大电磁学课件第1页/共106页第2页/共106页图1.1 美国科学家富兰克林富兰克林第3页/共106页第4页/共106页第5页/共106页图1.3 美国物理学家密立根(R.A.Milliken)第6页/共106页第7页/共106页图图1.4第8页/共106页图图1.5第9页/共106页第10页/共106页（4）电子是点电荷 电子电荷集中在半径小于10-18m的小体积内（5）电荷对称性反粒子1931年狄拉克预言反电子正电子的存在 1932年Anderson发现反电子(e+)。近代高能物理发现，对于每种带正电荷的基本粒子，必然存在与之对应的带等量负电荷的另一种基本粒子反

2、粒子（6）电子是实物粒子，具有波粒二象性1924年，法国物理学家德布罗意(L.V.deBoglie)提出电子具有波粒二象性，奠定了量子力学的基础第11页/共106页图1.6世界上首次发现反物质的科学家 赵忠尧院士图1.7丁肇中教授领导建立的磁谱仪第12页/共106页图1.8在太空中寻找反物质的 磁谱仪第13页/共106页第14页/共106页第15页/共106页第16页/共106页1221FFrerqqkF2122112第17页/共106页 图1.9 库仑扭秤实验装置第18页/共106页/(Nm2)041k000第19页/共106页第20页/共106页第21页/共106页（1）都是物体的一种属性

3、（2）都遵守平方反比定律（3）遵循守恒定律（4）质量只有一种，而电荷有正负之分（5）质量有相对论效应，而电荷无相对论效应（6）电荷具有量子性，而质量无量子性5、电荷与质量的比较第22页/共106页第23页/共106页第24页/共106页体现。第25页/共106页VqSqlq第26页/共106页利用叠加原理，可以求体带电体、面带电体、线带电体对点电荷的作用力分别为：03000)()(4dVrrrrrqFV03000)()(4SdSrrrrrqF03000)()(4ldlrrrrrqF（2）各种带电体系对静止点电荷的作用力第27页/共106页（3）各种带电体系之间的作用力具体表达式VVdVdVrr

4、rrrrF30)()()(41V、的体带电体对V、的体带电体静电作用力：第28页/共106页SSdSdSrrrrrrF30)()()(41S、的面带电体对S、的面带电体静电作用力：dldlrrrrrrFl l30)()()(41L、的线带电体对L、的线带电体静电作用力：第29页/共106页第30页/共106页第31页/共106页第32页/共106页图1.10 英国伟大的物理学家法拉第（Faraday）场概念的提出者持近距作用观点的学者第33页/共106页第34页/共106页第35页/共106页r强度，简称场强。)(00rEqF00/)(qFrE第36页/共106页第37页/共106页rrqqF

5、rE300041)(第38页/共106页图1.11 正点电荷产生的场强分布第39页/共106页第40页/共106页的矢径。iiiiiirrrrqrErE)(41)()(30第41页/共106页)(4)(30rrrrdqrEd第42页/共106页30)()(41dVrrrrrEV30)()(41SdSrrrrrE30)()(41ldlrrrrrE第43页/共106页图1.12 电偶极子的场强分布第44页/共106页第45页/共106页图1.14 均匀带电无穷大平板的场强计算第46页/共106页图1.15 均匀带电球壳在球心处的场强计算第47页/共106页图1.16 均匀带电球体的场强计算第48页

6、/共106页第49页/共106页的单位面积的电场线的条数。第50页/共106页第51页/共106页图1.18 负点电荷电场的电场线第52页/共106页图1.19 两等量正点电荷电场的电场线图1.20 两等量异号点电荷电场的电场线第53页/共106页图1.21 两不等量异号点电荷电场的电场线图1.22 三点电荷电场的电场线图1.23 正方形四角上的四个点电荷电场的电场线第54页/共106页闭曲面：外法线方向为正，内法线闭曲面：外法线方向为正，内法线方向为负。方向为负。dSESdEdEcos第55页/共106页图1.24 穿过某一截面的电场线和电通量第56页/共106页2rdSrd图1.25 面元

7、对点电荷所张的立体角第57页/共106页iiiSdESdESSEdSSdEcos第58页/共106页n直接运用高斯定理求场强的情形，必须具有一定的对称性。0q第59页/共106页图1.26 德国数学家和物理学家 高斯(1777-1855)第60页/共106页0dqrSdrqdE020444Sd004qdqSE第61页/共106页图1.27点电荷在不同形状的封闭曲面之内，其场线穿进穿出的次数总为奇数，面元对点电荷的所张立体角的积分总为4。第62页/共106页第63页/共106页图1.28 点电荷在不同形状的封闭曲面之外，其场线穿进穿出的次数总为偶数，面元对点电荷的所张立体角的积分总为0。第64页

8、/共106页NiSiSNiiSSdESdESdE11内部iiSqSdE01第65页/共106页图1.29 电场对封闭曲面的通量只与曲面所包围的电荷有关第66页/共106页第67页/共106页0E第68页/共106页第69页/共106页图1.30 均匀带电球壳的电场第70页/共106页图1.31 无限大均匀带电平面的电场第71页/共106页图1.32 均匀带电球体中球形空腔的电场第72页/共106页第73页/共106页第74页/共106页LldE第75页/共106页LLldEqdAA0第76页/共106页起点和终点位置有关，而与路径L无关。rerqE2041)11(414002000QPQPrQ

9、PrrqqlderqqldEqA第77页/共106页00LldEqA第78页/共106页0LldE第79页/共106页0E第80页/共106页第81页/共106页图1.33 静电场力作功与路径无关，静电力是保守力。试探点电荷q0沿QAPBQ一周作的功为0，即00QAPBQdlEq第82页/共106页PQQPPQWldEqA0第83页/共106页JQPPQWWWPPldEqW0第84页/共106页力所作的功，或者说，单位正电荷的电势能差。QPPPQldEqWU0第85页/共106页PPldEldEPU)()()(QUPUUPQQpQPldEldEldE第86页/共106页ldEdU第87页/共1

10、06页rrrrqrdrqrldeqldErU02020444)(iiiririirrUldEldEldErU)()()(NiiiNiirrqrUrU041)()(第88页/共106页)(r)(r)(r0)(41)(VdVrrrrU0)(41)(SdSrrrrU第89页/共106页0)(41)(LdlrrrrU图1.34 带电体的电势第90页/共106页第91页/共106页图1.35正负点电荷的等势面图1.36两个正电荷的等势面第92页/共106页第93页/共106页ldEdUlEUlUEl第94页/共106页nnUUgradU第95页/共106页nUnUEEnnUnUEn0lim第96页/共106页UgradUE第97页/共106页zyxezeyexerererrsin11zezee1第98页/共106页图1.37 电偶极子的电势及电场分布第99页/共106页n求均匀带电圆盘轴线上电势及电场强度图1.38 均匀带电圆盘的电势及电场分布第100页/共106页n求均匀带电球壳的电势及电场强度图1.39 均匀带电球壳的电势和电场第101页/共106页EqF 第102页/共106页dVEFVSdSEFdlEFLNiiirEqF1)(第103页/共106页EEEt第104页/共106页第105页/共106页