安徽科技学院：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）电学——第九章 静电学——真空中的静电场（Electrostatic Field in Vacuum）

第九章静电学 安徽科技学院物电教研室 吕跃凤

第九章 静电学 安徽科技学院 物电教研室 吕跃凤

电磁学 ELECTROMAGNETISM) 电磁场及其与物质的相互作用 真空中的静电场 静电场 导体和电介质中的静电场 电磁学 稳恒磁场真空中的磁场 磁介质中的磁场 电磁感应 Maxwell方程组与电磁场

电磁学 (ELECTROMAGNETISM) ——电磁场及其与物质的相互作用 电磁学 静电场 真空中的静电场 导体和电介质中的静电场 稳恒磁场 真空中的磁场 磁介质中的磁场 电磁感应 Maxwell方程组与电磁场

第七章 真空中的静电场 (Electrostatic Field in Vacuum) 内容：库仑定律 电场强度 高斯定理 环路定理 电势 电势能 §7.1电荷库仑定律

第七章 真空中的静电场 (Electrostatic Field in Vacuum) 内容： 库仑定律 电场强度 高斯定理 环路定理 电势 电势能 §7.1 电荷 库仑定律

、 电荷(Electric Charge) 1.电荷的性质 (1)只有两种类型 正与负 (2)量子性-q是基本单元的整数倍 基本单元 e=1.602x10-19C e.g. ne

1.电荷的性质 e=1.60210-19 C ⑴只有两种类型——正与负 ⑵量子性——q是基本单元的整数倍 e.g. 基本单元 q ne = 一、电荷(Electric Charge)

(3)守恒性 在任何相互作用过程中，Σq保持不变 (4)相对论不变性 在不同参考系中观察，同一粒子的q不变 2.点电荷(point charge) 一点状电荷（理想模型） 适用情形：带电体尺寸<<问题中的线度

⑶守恒性 ——在任何相互作用过程中,q保持不变 ⑷相对论不变性 ——在不同参考系中观察,同一粒子的q不变 2.点电荷(point charge) ——点状电荷(理想模型) 适用情形: 带电体尺寸<<问题中的线度

库仑定律(Coulomb'sLaw) C.A.Coulomb(1736-1806) In1785,扭秤实验结果： 91 92 F=k 9192 F0 沿产方向的单位矢量 k=9.0×109N-m2/C2

二、 库仑定律(Coulombs Law) C.A.Coulomb(1736-1806) In 1785，扭秤实验结果： 0 2 1 2 r r q q F k   = 0 r  ——沿 r 方向的单位矢量  9 2 2 k N m C =   9.0 10 / q1 2 q r  F 

令k=1/4π80 得 疗= 9192 0 4π8r2 80=8.85×10-12C2Nm2一真空介电常量 or真空电容率(permittivity of vacuum) Notes: ①实验的结果： Fx993 2 r ②实验的空间尺度：=10-17≈107m

令 k=1/40 得 0 2 0 1 2 4 r r q q F     = 0=8.8510−12 C2 /Nm2——真空介电常量 or 真空电容率(permittivity of vacuum) ①实验的结果: 1 2 2 q q F r Notes:  ②实验的空间尺度: r=10−17～107 m

三、电场力叠加原理(Principle of Superposition for Electric Forces) 919 实验确定： 92° 0 F=∑F 99 物理本质：两个电荷 之间的作用力不因 N 其它电荷的存在而 改变. Note: 库仑定律十电力叠加原理=静电学的 实验基础

实验确定： F Fi   =  0 q N q q1 2 q F  i q Fi  物理本质:两个电荷 之间的作用力不因 其它电荷的存在而 改变. 库仑定律＋电力叠加原理＝静电学的 实验基础 三、电场力叠加原理(Principle of Superposition for Electric Forces) Note:

§7.2电场强度(Electric Field) M.Faraday(1791-1867)一“场”的概 念 12 E2 电场—一种物质（场物质） 电场的描述— E,V,w 场强电势 能量密度

§7.2 电场强度(Electric Field) M.Faraday(1791-1867) “场”的概 念 q2 E2 1  q E1  电场——一种物质(场物质) E , V , w  电场的描述—— 场强 电势 能量密度

1.场强的定义 E=F/qo SI单位：N/CorV/m Notes: ①90可正可负 ②E是场量，与9无关

1.场强的定义 0 E F / q   = SI单位：N/C or V/m ① q0 可正可负 ② E 是场量，与 无关  0 q Notes: