电磁学电磁学Electromagnetic fieldREN R2015-4-1 电磁学电磁学 ( Electromagnetism ) 电磁作用是物质世界中最普遍的相互作用之一电磁作用是物质世界中最普遍的相互作用之一 宏观与微观宏观与微观 静电场静电场 稳恒磁场稳恒磁场 变化的电磁场变化的电磁场 内容：内容： 电磁场理论电磁场理论静电场静电场静止或低速静止或低速( c )电荷产生电荷产生 的电场的电场第第6章章(Electrostatic field)6.1 带电体产生的电场带电体产生的电场一一. 点电荷点电荷 库仑定律库仑定律(Coulombs Law)点电荷点电荷1. 几何点几何点2. 具有一定的电量具有一定的电量PQ点电荷点电荷q1 对对q2 的作用力的作用力F21大小大小库仑定律库仑定律适用条件适用条件1) 基本基本实验实验规律规律 宏观宏观到到微观微观2) 点电荷点电荷理想模型理想模型一般电荷系统一般电荷系统 点电荷系点电荷系二二. 电场强度电场强度 点电荷场强公式点电荷场强公式电荷电荷电荷电荷电场电场电荷电荷电荷电荷描述场中各点电场强弱的物理量是描述场中各点电场强弱的物理量是 电场强度电场强度1. 研究方法：研究方法：试验电荷试验电荷2. 电场强度定义电场强度定义试验电荷试验电荷线度小到可以看作点电荷线度小到可以看作点电荷电量充分地小电量充分地小3.点电荷的场强公式点电荷的场强公式点电荷场强公式点电荷场强公式p点场强点场强P三三. 场强叠加原理场强叠加原理2) P点放试验电荷点放试验电荷q03) P点场强点场强电场中某点的场强等于每个电荷电场中某点的场强等于每个电荷单独单独在在该点产生的场强的该点产生的场强的叠加叠加( (矢量和矢量和) )。 注意注意 空间某点的场强是空间空间某点的场强是空间所有电荷所有电荷共同产生的共同产生的1. 分析方法分析方法P则则q0受力受力1) 源电荷源电荷2. 场强叠加原理场强叠加原理四四. 电偶极子电偶极子(Electric dipole)电场强度计算电场强度计算定义定义 一对相距一对相距 l 的等量异号的点电荷的等量异号的点电荷电偶极矩电偶极矩由由 -q 指向指向 +q2. 电偶极子轴线延长线上任一点电偶极子轴线延长线上任一点 p 的场强的场强1. 电偶极子电偶极子利用利用 r l ，有有O电偶极子电偶极子 l 若若圆环圆环 点电荷点电荷点电荷并非真正的点电荷并非真正的“点点”产生产生dEQ分分分析分析/例例Ox杆对圆环的作用力杆对圆环的作用力qL解解R例例已知圆环带电量为已知圆环带电量为q ，杆的线密度为，杆的线密度为 ，长为，长为L 求求圆环在圆环在 dq 处产生的电场处产生的电场由电场强度求力：由电场强度求力：普遍适用普遍适用用于点电荷用于点电荷 Ro半径为半径为 R ，面电荷密度为，面电荷密度为 的带电圆盘在轴线上任的带电圆盘在轴线上任 一点一点 P 产生的场强产生的场强(1) 当当x R圆盘圆盘圆盘圆盘 点电荷点电荷点电荷点电荷其上带电量为其上带电量为在在P 点产生的场强大小为点产生的场强大小为解解取半径为取半径为r，宽度为宽度为dr 的细圆环的细圆环rdqxPxP求求讨论讨论(2) 当当R x ，圆板可视为无限大薄板圆板可视为无限大薄板(3)E1E1E1E2E2E2(4) 补偿法补偿法pxO点电荷点电荷 圆环圆环 球体球体 圆盘圆盘 无限大平板无限大平板球面球面 一些特殊的计算方法一些特殊的计算方法 应用已有的结果直接叠加应用已有的结果直接叠加柱体柱体点电荷点电荷 大平板大平板柱面柱面直导线直导线 无限大带电无限大带电面（板）面（板）r dr lr Lr dPPPP条件条件 带电体带电体 P P 场点场点理想模型理想模型点电荷点电荷电偶极子电偶极子无无限限长长带带电电线线( (柱面柱面 柱体）柱体）小小 结结点电荷的电场点电荷的电场(1)无限长均匀带无限长均匀带 电细棒的场强电细棒的场强几个常用的电场公式几个常用的电场公式(2)圆环在其中轴线上圆环在其中轴线上 任意点产生的场强任意点产生的场强(3)无限大均匀带电无限大均匀带电平面产生的场强平面产生的场强