《电磁学》第一章 静电场

第一章静电场

第一章 静电场

主要内容 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 4.电位及其梯度 5.静电场的应用举例

主要内容 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 4. 电位及其梯度 5. 静电场的应用举例

基本要求 明确电荷是物质的一种属性 理解点电荷模型 理解电场概念 掌握电通量的概念及其计算方法 理解电力线的概念 理解和掌握静电场环路定理 理解掌握电位电位差概念 理解等位面概念

基本要求 • 明确电荷是物质的一种属性 • 理解点电荷模型 • 理解电场概念 • 掌握电通量的概念及其计算方法 • 理解电力线的概念 • 理解和掌握静电场环路定理 • 理解掌握电位电位差概念 • 理解等位面概念

§1.1静电场的基本现象和基本规律 1.1.1两种电荷 物体有吸引轻小物体的性质,就说它带了电,或 有了电荷。带电的物体叫带电体。 使物体带电叫起电。用摩擦方法使物体带电叫做 摩擦起电 自然界只存在两种电荷:正电荷和负电荷,且同 种电荷相排斥异种电荷相吸引

§1.1静电场的基本现象和基本规律 1.1.1 两种电荷 物体有吸引轻小物体的性质，就说它带了电，或 有了电荷。带电的物体叫带电体。 使物体带电叫起电。用摩擦方法使物体带电叫做 摩擦起电。 自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷，且同 种电荷相排斥异种电荷相吸引

1.1.2静电感应和电荷守恒定律 另一种重要的起电方法是静电感应。摩擦起电和静电 感应的实验表明,起电过程是电荷从一个物体(或物体 的一部分)转移到另一物体(或同一物体的另一部分) 的过程。 从以上一些事实可以总结出如下定律: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。这个定律 叫电荷守恒定律

1.1.2 静电感应和电荷守恒定律 另一种重要的起电方法是静电感应。摩擦起电和静电 感应的实验表明，起电过程是电荷从一个物体（或物体 的一部分）转移到另一物体（或同一物体的另一部分） 的过程。 从以上一些事实可以总结出如下定律：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。这个定律 叫电荷守恒定律

1.1.3物体的分类 (1)导体:电荷能从产生的地方迅速转移或传 导到其它部分的那种物体叫做导体。 (2)绝缘体:电荷几乎只停留在产生的地方的 那种物体叫绝缘体 (3)半导体:半导体是介于导体与绝缘体之间 的物体,而且对温度,光照,杂质,压力, 电磁场等外加条件极为敏感

1.1.3 物体的分类 （1）导体：电荷能从产生的地方迅速转移或传 导到其它部分的那种物体叫做导体。 （2）绝缘体：电荷几乎只停留在产生的地方的 那种物体叫绝缘体。 （3）半导体：半导体是介于导体与绝缘体之间 的物体，而且对温度，光照，杂质，压力， 电磁场等外加条件极为敏感

金属,石墨,电解液(酸,碱,盐类的水 溶液),人体,地,电离的气体等都是导 体;玻璃,橡胶,丝绸,琥珀,松香,硫 磺,瓷器,油类,未电离的气体等都是绝 缘体

金属，石墨，电解液（酸，碱，盐类的水 溶液），人体，地，电离的气体等都是导 体；玻璃，橡胶，丝绸，琥珀，松香，硫 磺，瓷器，油类，未电离的气体等都是绝 缘体

1.1.4物质的结构 物质是由分子,原子组成的,而原子又由带正 电的原子核和带负电的电子组成。原子核中有 质子和中子,中子不带电,质子带正电。一个 质子所带电荷和一个电子所带电量数值相等。 如果用e代表一个质子的电量,则一个电子的电 量就是-e。它的近似值为 e=1602×1019库仑

1.1.4 物质的结构 物质是由分子，原子组成的，而原子又由带正 电的原子核和带负电的电子组成。原子核中有 质子和中子，中子不带电，质子带正电。一个 质子所带电荷和一个电子所带电量数值相等。 如果用e代表一个质子的电量，则一个电子的电 量就是-e。它的近似值为 e=1.60210-19库仑

1.1.5库仑定律 库仑定律表述如下: 在真空中,两个静止的点电荷q1和q2之间的相 互作用力的大小和q1与q2的乘积成正比,和它 们之间距离r的平方成反比;作用力的方向沿着 它们的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸

1.1.5 库仑定律 库仑定律表述如下： 在真空中，两个静止的点电荷q1和q2之间的相 互作用力的大小和q1与q2的乘积成正比，和它 们之间距离r的平方成反比；作用力的方向沿着 它们的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸

如图所示 q g2 F21 F12 令F12代表q1给q2的力,r12代表由q1 到q2方向的单位矢量,则 F 12 K @Q 2

如图所示 令F12代表q1给q2的力，r12代表由q1 到q2方向的单位矢量，则 1 2 12 2 Q Q F K r =