电礅与 电能是应用最广泛的能源; 电磁波的传播实现了信息传递; 电磁学与工程技术各个领域有十分密切的联系; 电磁学的研究在理论方面也很重要
电 磁 学 电能是应用最广泛的能源； 电磁波的传播实现了信息传递； 电磁学与工程技术各个领域有十分密切的联系； 电磁学的研究在理论方面也很重要
公元前600年 1820年 1831年 古希腊泰勒斯 奥斯特发现 法拉第发现 第一次记载电现象电流对磁针的作用电磁感应 1865年麦克斯韦提出 电磁场理论 1905年爱因斯坦建立 狭义相对论
1905年爱因斯坦建立 狭义相对论 1865年麦克斯韦提出 电磁场理论 1820年 奥斯特发现 电流对磁针的作用 公元前600年 1831年 法拉第发现 电磁感应 古希腊泰勒斯 第一次记载电现象
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静电场-相对于观察者静止的电荷产生的电场 两个物理量:场强、电势; 一个实验规律:库仑定律; 两个定理 髙斯定理、环流定理
静电场----相对于观察者静止的电荷产生的电场 两个物理量： 场强、电势； 一个实验规律：库仑定律； 两个定理： 高斯定理、环流定理
11-1电场电场强度 电荷 电荷的种类:正电荷、负电荷 电荷的性质:同号相斥、异号相吸 电量:电荷的多少单位:库仑符号:C 电荷守恒定律:在一个孤立系统内发生的过程中, 正负电荷的代数和保持不变。 电荷的量子化效应:Q=Ne
5 电荷守恒定律： 在一个孤立系统内发生的过程中， 正负电荷的代数和保持不变。 电荷的量子化效应：Q=Ne 11-1 电场 电场强度 一、电荷 电荷的种类：正电荷、负电荷 电荷的性质：同号相斥、异号相吸 电量：电荷的多少 单位：库仑 符号：C
库仑定律 真空中两个静止的点电荷之间的作用力(静电力), 与它们所带电量的乘积成正比,与它们之间的距离的平 方成反比,作用力沿着这两个点电荷的连线。 12=k华 g rr g2 4兀与 电荷q作用于电荷q2的力。 厂—单位矢量,由施力物体指向受力物体。 E0—真空介电常数
二、库仑定律 2 0 1 2 21 12 r r q q F F k = − = ——真空介电常数。 o r ——单位矢量，由施力物体指向受力物体。 F21 ——电荷q1作用于电荷q2的力。 真空中两个静止的点电荷之间的作用力（静电力）， 与它们所带电量的乘积成正比，与它们之间的距离的平 方成反比，作用力沿着这两个点电荷的连线。 q1 ro r q2 4 0 1 k = 0
12 =8.85×1012C N 77 k ≈9×10Nm2C 4兀Co 1q142 讨论F2、=4兀5 库仑定律包含同性相斥,异性相吸这一结果。 (a)和q2同性,则q1q2>0,F2和而同向, 方程说明排斥2 0 →F2 41>0 q2>0 斥力 1<0 q2<0
9 2 2 0 1 2 2 1 2 0 9 10 4 1 8.85 10 − − − − = = k Nm C C N m 讨论 库仑定律包含同性相斥，异性相吸这一结果。 (a)q1和q2同性，则q1 q2>0, 和 同向， 方程说明1排斥2 F21 0 r F12 F21 r0 0 0 0 0 1 2 1 2 q q q q 斥力 2 0 1 2 0 21 4 1 r r q q F =
9192 214兀6 2 (b)q和q2异性,则qnq20 q20 F 1q41f0=4x53F个点电荷之间 1q142注意:只适用两 4兀6 2
(b)q1和q2异性，则q1 q2<0, 和 反向， 方程说明1吸引2 F21 0 r F12 F21 r0 0 0 0 0 1 2 1 2 q q q q 引力 2 0 1 2 0 21 4 1 r r q q F = r r q q r r q q F 3 1 2 0 2 0 1 2 0 4 1 4 1 = = 注意：只适用两 个点电荷之间
静电力的叠加原理 作用于某电荷上的总静电力等于其他点电荷单独 存在时作用于该电荷的静电力的矢量和 F 数学表达式 离散状态F=∑F 10 q g9 20 q 0 连续分布F=lF“F=42
数学表达式 离散状态 = = N i F Fi 1 2 0 4 0 i i i i r r qq F = 连续分布 F = dF 2 0 4 0 r r qdq dF = q1 q2 F1 q 10 r 20 r F2 F 静电力的叠加原理 作用于某电荷上的总静电力等于其他点电荷单独 存在时作用于该电荷的静电力的矢量和
例:在氢原子中,电子与质子的距离为53×10,试求 静电力及万有引力,并比较这两个力的数量关系。 解:由于电子与质子之间距离约为它们自身直径的105倍, 因而可将电子、质子看成点电荷。 电子与质子之间静电力(库仑力)为吸引力 FE=/42=8.,2×10(牛) 电子与质子之间的万有引力为 忽略! F=GmM R2=36×10-7N 所以库仓力与万有引力数值之比为5/=23×1039
所以库仑力与万有引力数值之比为 39 = 2.310 G E F F 8.2 10 (牛 ） 4 8 2 0 2 − = = R F e E 电子与质子之间静电力（库仑力）为吸引力 N R F GmM G 47 2 3 6 10− = = . 电子与质子之间的万有引力为 例：在氢原子中，电子与质子的距离为5.310-11米，试求 静电力及万有引力，并比较这两个力的数量关系。 忽略！ 解：由于电子与质子之间距离约为它们自身直径的105倍， 因而可将电子、质子看成点电荷