第第四四篇篇 电电 磁磁 学学 伏打的电堆伏打的电堆最早的电池，最早的电池，1800年年伽伐尼的伽伐尼的“动物电动物电”能能蓄蓄电电的的莱莱顿顿瓶瓶最最早早的的电电容容器器1物理学的第二次大综合物理学的第二次大综合1831 法拉第法拉第的电磁感应定律的电磁感应定律1865 麦克斯韦麦克斯韦电磁场统一理论电磁场统一理论 光是电磁波光是电磁波1888 实验证实电磁波的存在实验证实电磁波的存在技术上技术上 发电机、电动机、无线电通讯技术等发电机、电动机、无线电通讯技术等1785 库仑库仑定律定律 电荷与电荷间的相互作用电荷与电荷间的相互作用 1820 电流的磁效应电流的磁效应 电流与电流间的相互作用电流与电流间的相互作用2一、电荷一、电荷一、电荷一、电荷1.电荷是物质的一种属性。电荷是物质的一种属性。2.电荷有两类，正电荷、负电荷。电荷有两类，正电荷、负电荷。3.同性电荷相斥、异性电荷相吸。同性电荷相斥、异性电荷相吸。二、起电方法二、起电方法二、起电方法二、起电方法电荷从一个物体转移到另一个物体电荷从一个物体转移到另一个物体多出来了多出来了1.摩擦起电摩擦起电13. 1 电电 荷荷2.感应起电感应起电电荷在一个物体上移动电荷在一个物体上移动分布不均匀分布不均匀质子质子 电子电子 与质量比较与质量比较3物体带电量都是基本电荷的整数倍。物体带电量都是基本电荷的整数倍。基本电荷就是一个电子所带电量的绝对值。基本电荷就是一个电子所带电量的绝对值。 电荷不能创造，也不会自行消失，只能从一个物体转移到电荷不能创造，也不会自行消失，只能从一个物体转移到另一个物体，在整个过程中电荷的代数和守恒（不变）。另一个物体，在整个过程中电荷的代数和守恒（不变）。1891，提出电子；，提出电子；1896，发，发现电子。电子大小在现电子。电子大小在10-18 m 范围内范围内三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律四、电荷具有量子性四、电荷具有量子性四、电荷具有量子性四、电荷具有量子性五、电荷具有相对论不变性五、电荷具有相对论不变性五、电荷具有相对论不变性五、电荷具有相对论不变性 在不同的参考系内观察，同一带电粒子的电量不变。在不同的参考系内观察，同一带电粒子的电量不变。与质量比较与质量比较413. 213. 213. 2 真空中的真空中的真空中的真空中的真空中的真空中的库仑定律库仑定律库仑定律库仑定律库仑定律库仑定律库仑库仑库仑库仑法国工程师、法国工程师、法国工程师、法国工程师、物理学家。物理学家。物理学家。物理学家。17361736173617361806180618061806，在巴黎逝世。，在巴黎逝世。，在巴黎逝世。，在巴黎逝世。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，提出用细头发丝或丝线悬磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，提出用细头发丝或丝线悬磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，提出用细头发丝或丝线悬磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，提出用细头发丝或丝线悬挂磁针。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。发明扭秤。发明扭秤。发明扭秤。1785-17891785-17891785-17891785-1789年，用扭秤测量静电力和磁力，导出著名年，用扭秤测量静电力和磁力，导出著名年，用扭秤测量静电力和磁力，导出著名年，用扭秤测量静电力和磁力，导出著名的库仑定律。的库仑定律。的库仑定律。的库仑定律。5 1785年，库仑总结出两个点电荷之间的作用规律。年，库仑总结出两个点电荷之间的作用规律。点电荷：带电体本身的线度点电荷：带电体本身的线度x ，无限长均匀带电直线，无限长均匀带电直线，2. xl ，无穷远点场强，无穷远点场强，相当于点电荷的电场。相当于点电荷的电场。积分可得积分可得27由对称性有由对称性有解解 例例5 5 正电荷正电荷 均匀分布在半径为均匀分布在半径为 的圆环上的圆环上. .计算在环的轴线上任一点计算在环的轴线上任一点 的电场强度的电场强度. .28讨讨 论论（1 1）（点电荷电场强度）（点电荷电场强度）（2 2）（3 3）29例例6 6 均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度. . 有一半径为有一半径为 , ,电荷均匀分布的薄圆盘电荷均匀分布的薄圆盘, ,其电荷面其电荷面密度为密度为 . . 求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度处的电场强度. .解解 由例由例3031（点电荷电场强度）（点电荷电场强度）讨讨 论论无限大均匀带电无限大均匀带电平面的电场强度平面的电场强度32