《电磁学》第一章 真空中静电场

第一章静电场 s1静电的基本现象和基本规律 Q§2电场电场强度 §3高斯定理 Q§5电位及其梯度

第一章 静电场 §1 静电的基本现象和基本规律 §2 电场 电场强度 §3 高斯定理 §5 电位及其梯度

§1静电场的基本现象和基本规律 电荷 1、摩擦起电 物体由于摩擦有了吸引轻小物体的性质,它就带了电, 有了电荷,这种带电叫摩擦起电 2、两种电荷 实验表明,自然界中只存在两类电荷:正电和负电 且同性电荷相斥、异性电荷相吸引。 规定:丝绸摩擦过的玻璃棒,棒上带电为正;毛皮摩擦 过的硬橡胶棒,棒上带电为负。 Hoiv配 BACKNEXT

§1 静电场的基本现象和基本规律 1、摩擦起电 一、电荷 物体由于摩擦有了吸引轻小物体的性质，它就带了电， 有了电荷，这种带电叫摩擦起电。 2、两种电荷 实验表明，自然界中只存在两类电荷：正电和负电， 且同性电荷相斥、异性电荷相吸引。 规定：丝绸摩擦过的玻璃棒，棒上带电为正；毛皮摩擦 过的硬橡胶棒，棒上带电为负

3、电荷测量 (1)电量的测量 验电器 静电计 (金属球) 静 (金属箔) (a)验电器:张开情况可定性 (b)静电计:弧度刻尺上读数, 说明电量多少 可用于测量电位 Hoiv配 BACKNEXT

3、电荷测量 （1）电量的测量 验电器 静电计 （金属球） （金属箔） 动 静 (a) 验电器：张开情况可定性 (b) 静电计：弧度刻尺上读数， 说明电量多少 可用于测量电位

(2)电荷正负判定 同性 张角变大 已带某种已知电荷 异性 张角变小 Hoiv配 BACKNEXT

（2）电荷正负判定 已带某种已知电荷 张角变大 张角变小 同性 异性

静电感应电荷守恒定律 1、静电感应 另一种重要的起电方法是静电感应,静电 感应实质上为电荷转移的过程: A B (a Hoiv配 BACKNEXT

二、静电感应 电荷守恒定律 1、静电感应 另一种重要的起电方法是静电感应，静电 感应实质上为电荷转移的过程： (a) (b) (c) (d) A B A B

2、电荷守恒定律 电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一 个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到 另一部分,也就是说,在任何物理过程中,电荷的代数 和是守恒的 「说明]: (1)电荷守恒是一切宏观、微观过程均遵守的规律; (2)电荷的量子化; 电子电量大小e=16×100库仑,是电荷的最小单元, 物体带电是基本电子电量的整数倍(不连续)。 Hoiv配 BACKNEXT

2、电荷守恒定律 电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一 个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到 另一部分，也就是说，在任何物理过程中，电荷的代数 和是守恒的。 [说明] ： (1) 电荷守恒是一切宏观、微观过程均遵守的规律； (2) 电荷的量子化； 电子电量大小 库仑,是电荷的最小单元， 物体带电是基本电子电量的整数倍（不连续）。 19 1.6 10− e = 

三、物质的电结构导体与绝缘体 物质组成与原子结构 核外电子 分子一原子 质子 原子核 中子 2、起电的物理解释 摩擦起电——摩擦引起核外电子运动速度V变大,克服 原子核的束缚而发生转移。 感应起电—导体中自由电子在外电场力作用下从物体 的一部分转移至另一部分。 Hoiv配 BACKNEXT

三、物质的电结构 导体与绝缘体 1、物质组成与原子结构 中子 质子 原子核 核外电子 分子 −原子 − 2、起电的物理解释 摩擦起电——摩擦引起核外电子运动速度V变大，克服 原子核的束缚而发生转移。 感应起电——导体中自由电子在外电场力作用下从物体 的 一部分转移至另一部分

3、物质按导电性能分类 (1)导体 (2)绝缘体 (3)半导体 Hoiv配 BACKNEXT

3、物质按导电性能分类 (1) 导体 (2) 绝缘体 (3) 半导体

四、库仑定律 1、内容 真空中两个点电荷之间的相互作用力,其大小与两 者电量成正比、与它们之间的距离平方成反比,方向沿 两电荷连线,且同性相斥、异性相吸。 2 1 Hoiv配 BACKNEXT

四、库仑定律 1、内容 真空中两个点电荷之间的相互作用力，其大小与两 者电量成正比、与它们之间的距离平方成反比，方向沿 两电荷连线，且同性相斥、异性相吸。  12 r

数学表达形式为: 41q2 12 12 12 写成等式形式则有:F2=k 41q 12 其中k为比例系数 其中h2 r2 712 为由q1指向q2的单位矢量 同理有 F=k 1q2 71=-h 2 21 12 即静止电荷之间的库仑力满足牛顿第三定律, 以后常略去足标。 Hoiv配 BACKNEXT

其中 为由 指向 的单位矢量 12 12 12 r r r  =  q1 q2 同理有 : 2 21 21 1 2 21 r r q q F k  =  21 12 r = −r 即静止电荷之间的库仑力满足牛顿第三定律， 以后常略去足标。 数学表达形式为： 2 12 12 1 2 12 r r q q F    其中k为比例系数 2 12 12 1 2 12 r r q q F k  =  写成等式形式则有：