場強(qiáng)電位高斯定理

1、 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-251 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論1授課計(jì)劃授課計(jì)劃重點(diǎn)內(nèi)容回顧重點(diǎn)內(nèi)容回顧及疑難解答及疑難解答教教學(xué)學(xué)內(nèi)內(nèi)容容主主要要知知識(shí)識(shí)點(diǎn)點(diǎn) 重點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)難點(diǎn) 思考題思考題與作業(yè)與作業(yè) 備注備注 1-1 電場強(qiáng)度，電位電場強(qiáng)度，電位 1. 場源場源電荷的分布電荷的分布 2. 點(diǎn)電荷、分布電荷的電場強(qiáng)度計(jì)算公式點(diǎn)電荷、分布電荷的電場強(qiáng)度計(jì)算公式 3. 電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系 4. 點(diǎn)電荷、分布電荷的電位計(jì)算公式點(diǎn)電荷、分布電荷的電位計(jì)算公式1-2 高斯定理高斯定理 1. 介質(zhì)的極化

2、、極化強(qiáng)度、電位移等概念介質(zhì)的極化、極化強(qiáng)度、電位移等概念 2. 極化強(qiáng)度、電位移與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系極化強(qiáng)度、電位移與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系 3. 高斯定理及其應(yīng)用高斯定理及其應(yīng)用 1. 場點(diǎn)、源點(diǎn)的概念場點(diǎn)、源點(diǎn)的概念 2. 場源與電場的對(duì)應(yīng)關(guān)系場源與電場的對(duì)應(yīng)關(guān)系 3. 電場強(qiáng)度與電位的計(jì)算電場強(qiáng)度與電位的計(jì)算 4. 參考電位的選取參考電位的選取 5. 導(dǎo)體與電介質(zhì)的特性導(dǎo)體與電介質(zhì)的特性電介質(zhì)對(duì)電場的影響是什么？電介質(zhì)對(duì)電場的影響是什么？ 電氣裝置中加入電介質(zhì)的目的是什么？電氣裝置中加入電介質(zhì)的目的是什么？ 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-252 河北工

3、業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論21-1 電場強(qiáng)度，電位一一. 電荷與電荷分布電荷與電荷分布二二. 電場強(qiáng)度、庫侖定律電場強(qiáng)度、庫侖定律三三. 電位函數(shù)電位函數(shù) 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-253 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論3源點(diǎn)、場點(diǎn)（直角坐標(biāo)系）源點(diǎn)源點(diǎn)場源所在點(diǎn)場源所在點(diǎn), 點(diǎn)電荷、元電荷。點(diǎn)電荷、元電荷。（源點(diǎn)）場點(diǎn)場點(diǎn)要確定場量的點(diǎn)要確定場量的點(diǎn), 待求的點(diǎn)。待求的點(diǎn)。（場點(diǎn)）),(zyxrr源點(diǎn)矢量源點(diǎn)矢量),(zyxr場點(diǎn)矢量r源點(diǎn)到場點(diǎn)的矢量源點(diǎn)到場點(diǎn)的矢量RRPQO(坐標(biāo)原點(diǎn)）模模 方向矢量方

4、向矢量),(),(),(zyxrzyxrzyxRzyxezzeyyexx)()()(222)()()(zzyyxxRrrrrRReRReR 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-254 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論4一. 電荷與電荷分布 自然界中最小的帶電粒子之一是電子自然界中最小的帶電粒子之一是電子 靜止質(zhì)量靜止質(zhì)量 me=9.107E-31kg 電荷量電荷量 e=-1.602E-19C 另一種是質(zhì)子另一種是質(zhì)子 質(zhì)量質(zhì)量 mp=1.673E-27kg 電荷量電荷量 e=+1.602E-19C 任何帶電體的電荷量都是以電子電荷量任何帶電

5、體的電荷量都是以電子電荷量e的正或負(fù)的正或負(fù)整數(shù)倍的數(shù)值量出現(xiàn)的。電荷量整數(shù)倍的數(shù)值量出現(xiàn)的。電荷量 q 是一個(gè)代數(shù)量。是一個(gè)代數(shù)量。 微觀上看，與物體的質(zhì)量一樣，電荷是以離散的微觀上看，與物體的質(zhì)量一樣，電荷是以離散的方式出現(xiàn)在空間的。但從工程或宏觀電磁學(xué)的觀點(diǎn)看，方式出現(xiàn)在空間的。但從工程或宏觀電磁學(xué)的觀點(diǎn)看，大量的帶電粒子密集地出現(xiàn)在某空間體積內(nèi)時(shí)，可以大量的帶電粒子密集地出現(xiàn)在某空間體積內(nèi)時(shí)，可以假定電荷以連續(xù)分布的形式充滿該體積中。假定電荷以連續(xù)分布的形式充滿該體積中。分布的形式 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-255 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工

6、程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論5VqrV0lim)(VVdrq)( 如果電荷只分布在面或如果電荷只分布在面或線上，則定義電荷的面密度線上，則定義電荷的面密度和線密度分別為和線密度分別為 sqrs0lim)(lqrl0lim)( 如果電荷分布在體積如果電荷分布在體積V內(nèi) ， 則 用 電荷體密 度內(nèi) ， 則 用 電荷體密 度（即體積電荷密度）來描（即體積電荷密度）來描述電荷在空間的分布。述電荷在空間的分布。 要計(jì)算電荷總量，可要計(jì)算電荷總量，可應(yīng)用相應(yīng)的積分運(yùn)算求得應(yīng)用相應(yīng)的積分運(yùn)算求得。分布電荷SSdrq)(ll drq)(說明說明:面分布和線分布都是體分面分布和線分布都是體分布的極限，或者說是特例

7、。一布的極限，或者說是特例。一般情況下不能同時(shí)存在。般情況下不能同時(shí)存在。 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-256 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論6電場的大小、特性是什么？電場的大小、特性是什么？ 用什么來描述？用什么來描述？ 如何描述？如何描述？ 通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，把一個(gè)帶電體（試通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，把一個(gè)帶電體（試體）引入電場中會(huì)受到力的作用。因此可以體）引入電場中會(huì)受到力的作用。因此可以通過試體在場中各點(diǎn)受力情況來描述場。通過試體在場中各點(diǎn)受力情況來描述場。 特性：特性：點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷qt二. 電場強(qiáng)度、庫侖定律 河北工業(yè)大學(xué)河北工

8、業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-257 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論7 設(shè)靜止的源電荷周圍的空間內(nèi)某點(diǎn)處一個(gè)設(shè)靜止的源電荷周圍的空間內(nèi)某點(diǎn)處一個(gè)靜止的實(shí)驗(yàn)電荷靜止的實(shí)驗(yàn)電荷q受到的靜電力受到的靜電力為為F，則該點(diǎn)的，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度定義為電場強(qiáng)度定義為qFEq0limN（牛（牛 頓頓 ）C（庫）（庫）V/m（伏（伏/ /米）米）電場強(qiáng)度的定義 場強(qiáng)場強(qiáng)E大的地方點(diǎn)電荷所受力也大，我們大的地方點(diǎn)電荷所受力也大，我們說場比較強(qiáng)，反之，我們說場比較弱。說場比較強(qiáng)，反之，我們說場比較弱。注意：注意： E的大小與的大小與qt無關(guān)。無關(guān)。力如何求？力如何求？ 河

9、北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-258 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論8 庫侖定律庫侖定律庫侖定律Coulembs LawrRq2q1orF21ReRqqF2021214的作用力為受到時(shí)，相隔距離為和兩點(diǎn)電荷庫侖定律1221:qqRqq。則距離矢量所在點(diǎn)的的位置矢量，為實(shí)驗(yàn)電荷矢量，所在點(diǎn)的為源電荷21rrRqrqrmF/1085. 8)1094/(112909010941RRqq30214RReR為真空介電常數(shù)0 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-259 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電

10、磁場導(dǎo)論9點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場將電場強(qiáng)度的定義式與庫侖定律對(duì)比將電場強(qiáng)度的定義式與庫侖定律對(duì)比 即可得到點(diǎn)電荷在空間任意一點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度即可得到點(diǎn)電荷在空間任意一點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的公式為的公式為3030204)(44)(rrrrqRRqeRqrERqFEq0limReRqqF2021214RRqq30214點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2510 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論10分布電荷產(chǎn)生的電場 r R P r O VdrrrrrV30) )(41VVdRRrrE30) (41)( 由點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的公式由點(diǎn)電荷的電

11、場強(qiáng)度的公式3320004)(44rrrrqRRqeRqER可以得到體分布電荷的電場強(qiáng)度的公式可以得到體分布電荷的電場強(qiáng)度的公式) (dVrdqReRdqEd204 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2511 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論11 面分布電荷與線分布電荷的電場強(qiáng)度的公式相應(yīng)的分別為) (41)(30dSRRrrES) (41)(30dlRRrrEl) (dlrdqSdrdq) (面分布電荷與線分布電荷產(chǎn)生的電場面分布電荷與線分布電荷產(chǎn)生的電場ReRqE204ReRdqEd204 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程

12、電磁場導(dǎo)論2022-4-2512 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論12小結(jié):真空中的靜電場小結(jié):真空中的靜電場3030204)(44)(rrrrqRRqeRqrER)(41) (41) (41)(303020dSrrrrrdSRRreRdSrrESSRS)(41) (41) (41)(303020dlrrrrrdlRRreRdlrrEllRlVVRVVdrrrrrVdRRreRVdrrE303020) )(41) (41) (41)(矢量積分運(yùn)算?例例1-1例1.1.1 真空中有長為L的均勻帶電直導(dǎo)線 , 電荷線密度為 ,試求P 點(diǎn)的電場.解: 采用直角坐標(biāo)系, 令y軸經(jīng)

13、過場點(diǎn)p,導(dǎo)線與x軸重合。)yx(4dx)y,x(dE22odEyxxdE22xdEyxydE22y)yL1yL1(4dxyxx)yx(4E221222o22LL22o21x)(4)(422112222222221yLLyLLydxyxyyxEoLLoy,時(shí)當(dāng)21LLLxxyypEE)y(eeE(直角坐標(biāo))y0y2ezzEEE)z ,(eeeE( 圓柱坐標(biāo))e02圖1.1.4 帶電長直導(dǎo)線的電場 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2514 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論14三. 電位函數(shù)1.電位的定義2. 靜電場的特性方程3. 電位的計(jì)

14、算4. 電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系5. 線與等位面（線）E 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2515 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論151. 電位的定義(Electric Potential)將試驗(yàn)電荷從將試驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場力所做的功點(diǎn)電場力所做的功 移動(dòng)單位點(diǎn)電荷所做的功即定義為移動(dòng)單位點(diǎn)電荷所做的功即定義為AB兩點(diǎn)之兩點(diǎn)之間的電位差間的電位差BABAl dEql dFWBABAl dE伏特伏特 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2516 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程

15、電磁場導(dǎo)論16 設(shè)電場由點(diǎn)電荷設(shè)電場由點(diǎn)電荷q產(chǎn)生，產(chǎn)生，任取一條曲線連接任取一條曲線連接A、B兩點(diǎn)，如下圖所示。兩點(diǎn)，如下圖所示。 當(dāng)積分路徑是閉合回路，當(dāng)積分路徑是閉合回路，即即A、B兩點(diǎn)重合時(shí)兩點(diǎn)重合時(shí)RA=RB,故故0ll dE)11(40BARRqBARRRdRq204ReRqE204l deRql dERBABABA2014ABqRARBdldRRdRdll deRcos 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2517 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論172.靜電場的特性方程0ll dE由斯托克斯定理由斯托克斯定理靜電場是守恒場靜

16、電場是守恒場任意兩點(diǎn)之間的電位差與路徑無關(guān)任意兩點(diǎn)之間的電位差與路徑無關(guān)0SdEl dESl靜電場是無旋場靜電場是無旋場0 EABqRARBdldRR 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2518 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論18例 已知真空中一靜電場的電場強(qiáng)度求系數(shù)已知真空中一靜電場的電場強(qiáng)度求系數(shù)c c 。zyxezcyezxeyE)()23(3zyxzyxEEEzyxeeeE)()23 (3zcyzxyzyxeeezyx0)33()00()2(zyxeeecc=2=2 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022

17、-4-2519 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論193. 電位的計(jì)算cRqAA04把把B點(diǎn)做為參考點(diǎn)，即令點(diǎn)做為參考點(diǎn)，即令A(yù)點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)相對(duì)于B點(diǎn)（參考點(diǎn)）的電位則為點(diǎn)（參考點(diǎn)）的電位則為cB當(dāng)參考點(diǎn)為無窮遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)當(dāng)參考點(diǎn)為無窮遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)0參考點(diǎn)參考點(diǎn)，r點(diǎn)電荷在空間任意一點(diǎn)的電位即為點(diǎn)電荷在空間任意一點(diǎn)的電位即為Rq04)11(40BABARRq 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2520 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論20體電荷、面電荷、線電荷的電位 對(duì)于體電荷、面電荷、線電荷的電位，可對(duì)于體電荷、面電荷、線電荷的電

18、位，可用場源積分法，分別求得用場源積分法，分別求得VRVd041體電荷SRSd041面電荷lRl d041線電荷Rq04 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2521 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論214.電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系以體分布為例以體分布為例VRVdr )(410VdRerrEVR20) (41)(之間的聯(lián)系與21ReRRRRReR112VdRrrEV1) (41)(0VdRrV1) (410CE由于靜電場是無旋場由于靜電場是無旋場0 E 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2522 河北工業(yè)大

19、學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論22如何利用電場求電位？E由電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系由電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系可得可得不定積分Crfl dE)(定積分參考點(diǎn)場點(diǎn)l dE或或式中積分常數(shù)式中積分常數(shù)C由參考點(diǎn)確定。由參考點(diǎn)確定。 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2523 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論23參考點(diǎn)的選取長直導(dǎo)線長直導(dǎo)線,線密度線密度1) 當(dāng)電荷分布在有限區(qū)域內(nèi)時(shí)選無窮遠(yuǎn)為參當(dāng)電荷分布在有限區(qū)域內(nèi)時(shí)選無窮遠(yuǎn)為參 考點(diǎn)?？键c(diǎn)。2) 當(dāng)電荷分布在無限區(qū)域內(nèi)時(shí)選有限區(qū)域內(nèi)當(dāng)電荷分布在無限區(qū)域內(nèi)時(shí)選有限區(qū)域內(nèi) 的點(diǎn)為參考

20、點(diǎn)。的點(diǎn)為參考點(diǎn)。原則原則: 盡量使電位計(jì)算公式簡單盡量使電位計(jì)算公式簡單rerE02QPrrrdr02)ln(ln20PQrr 當(dāng)選當(dāng)選rQ=1的柱面為參考點(diǎn)時(shí)的柱面為參考點(diǎn)時(shí)rln20 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2524 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論245. 線與等位面（線）每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向。每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向。等位面等位面: 電位電位相等的點(diǎn)組成的曲面。相等的點(diǎn)組成的曲面。規(guī)規(guī) 則則: 相鄰等位面間電位差應(yīng)相等相鄰等位面間電位差應(yīng)相等等位面越密，場強(qiáng)越大。等位面越密，場強(qiáng)越大。z

21、yxEdzEdyEdxEE線線EE線方程線方程E由梯度定義可知由梯度定義可知E 線與等位面處處正交線與等位面處處正交EE 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2525 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論25例1-4 例1-4半徑為半徑為a的圓平面上均的圓平面上均勻分布面密度為勻分布面密度為的面的面電荷。求圓平面中心電荷。求圓平面中心垂直軸線上任意點(diǎn)處垂直軸線上任意點(diǎn)處的電位和電場強(qiáng)度。的電位和電場強(qiáng)度。取半徑為r,寬為dr的圓環(huán)作為元電荷。rdrdqrzR222 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2526 河

22、北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論26 例題元電荷（整個(gè)圓環(huán)電荷）在場點(diǎn)的電位元電荷（整個(gè)圓環(huán)電荷）在場點(diǎn)的電位2202022024rzrdrdrzrdrd半徑為半徑為a的面電荷在場點(diǎn)的電位的面電荷在場點(diǎn)的電位|212)(2200220zazrdrrzza 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2527 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論27 例題 對(duì)上式求負(fù)梯度對(duì)上式求負(fù)梯度得得z軸上的電場強(qiáng)度軸上的電場強(qiáng)度E(z)為為0)(12012)()()(220220zeazzzeazzzzezzEzzz 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué)

23、工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2528 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論28 )(2)(022000zazz)(2)()()(02202200zzazazzzzu參考點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處時(shí)，參考點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處時(shí)，z=z0處的電位值為處的電位值為因此，當(dāng)以因此，當(dāng)以z=z0點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)，電位函數(shù)為點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)，電位函數(shù)為 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2529 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論29 )(2)(00zzz0)(202)(00zezeedzdzEzzz電位和電場強(qiáng)度分別為的導(dǎo)電板的，可求得無限大面電荷

24、現(xiàn)取a 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2530 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論30 rdrdqrzR2222202022024rzrdrdrzrdrd|212)(2200220zazrdrrzza0)(12012)()()(220220zeazzzeazzzzezzEzzz)(2)(00zzz0)(202)(00zezeedzdzEzzz 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2531 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論31典型場圖分布典型場圖分布 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁

25、場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2532 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論321-2 高斯定理一一. 真空中的高斯定理真空中的高斯定理二二. 導(dǎo)體導(dǎo)體三三. 電介質(zhì)電介質(zhì)四四. 介質(zhì)中的高斯定理介質(zhì)中的高斯定理 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2533 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論33一一.真空中的高斯定理真空中的高斯定理 真空中，由任意閉合面穿出的 的通量 等于閉合面內(nèi)所有電荷的代數(shù)和除以 。 EE001nkksEqsdEdqdldSdV0tsEqsdE0dqsdEsE2）點(diǎn)電荷系3）分布電荷1）點(diǎn)電荷 河

26、北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2534 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論34二. 導(dǎo)體Conductor 含大量自由電荷含大量自由電荷,電荷在電場中受電場力電荷在電場中受電場力的作用定向運(yùn)動(dòng)。的作用定向運(yùn)動(dòng)。靜電場中的導(dǎo)體應(yīng)具有下列性質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體應(yīng)具有下列性質(zhì):1)導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)E=0；2)導(dǎo)體為等位體導(dǎo)體為等位體, 為常量為常量 ；3)導(dǎo)體外的導(dǎo)體外的E處處垂直于表面；處處垂直于表面；4)電荷只能分布在表面，即只有電荷只能分布在表面，即只有，不存在，不存在。 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-253

27、5 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論35三.電介質(zhì) Dielectric含束縛電荷，在電場作用下只能有微小的移動(dòng)。含束縛電荷，在電場作用下只能有微小的移動(dòng)。電電介介質(zhì)質(zhì)分分子子 在外電場作用下，非極性分子作用中心相在外電場作用下，非極性分子作用中心相對(duì)位移，極性分子電矩發(fā)生轉(zhuǎn)向，因此電矩向?qū)ξ灰疲瑯O性分子電矩發(fā)生轉(zhuǎn)向，因此電矩向量之和不再為零。即電介質(zhì)發(fā)生了極化。量之和不再為零。即電介質(zhì)發(fā)生了極化。極性分子極性分子非極性分子非極性分子正負(fù)電荷作用中心重合。正負(fù)電荷作用中心重合。不重合，形成電偶極子。不重合，形成電偶極子。電矩方向不規(guī)則。電矩方向不規(guī)則。電偶極子電偶極子:+

28、-ddqp電偶極矩電偶極矩 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2536 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論36電介質(zhì)的極化 第一種是組成原子的電子云，在電場作用下相對(duì)于第一種是組成原子的電子云，在電場作用下相對(duì)于原子核發(fā)生位移而出現(xiàn)電矩，稱為電子極化；原子核發(fā)生位移而出現(xiàn)電矩，稱為電子極化； 介質(zhì)極化的三種情況：介質(zhì)極化的三種情況： 第二種是分子由正、負(fù)離子組成，在電場的作用第二種是分子由正、負(fù)離子組成，在電場的作用下正負(fù)離子發(fā)生位移而出現(xiàn)電矩，稱為離子極化；下正負(fù)離子發(fā)生位移而出現(xiàn)電矩，稱為離子極化； 第三種是分子具有固有電矩，但因熱運(yùn)動(dòng)

29、而無合成第三種是分子具有固有電矩，但因熱運(yùn)動(dòng)而無合成電矩，當(dāng)外電場作用時(shí)它們向電場方向轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生合成電矩，當(dāng)外電場作用時(shí)它們向電場方向轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生合成電矩，稱為取向極化。電矩，稱為取向極化。 一般單原子的介質(zhì)只有電子極化，所有的化合物都一般單原子的介質(zhì)只有電子極化，所有的化合物都存在電子極化和離子極化，某些化合物分子具有固有電存在電子極化和離子極化，某些化合物分子具有固有電矩并同時(shí)具有其他三種極化。矩并同時(shí)具有其他三種極化。 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2537 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論37介質(zhì)的極化對(duì)電場的影響介 質(zhì) 極化使

30、得束縛電荷的分布發(fā)生變化，從而極化使得束縛電荷的分布發(fā)生變化，從而在電介質(zhì)內(nèi)部或表面形成極化電荷。在電介質(zhì)內(nèi)部或表面形成極化電荷。極化電荷產(chǎn)生的場如何描述？極化電荷產(chǎn)生的場如何描述？ 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2538 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論38例1-5 電偶極子產(chǎn)生的電場電偶極子電偶極子:+-ddqp電偶極矩電偶極矩+-dz),(rpr-=rr+場點(diǎn)場點(diǎn)P的電位等于兩個(gè)點(diǎn)電荷電位的疊加的電位等于兩個(gè)點(diǎn)電荷電位的疊加)11(40rrqdrr解：解：cos2222rddrr)(41)(413020rrprepr求上式的負(fù)梯

31、度便得到電偶極子的電場強(qiáng)度求上式的負(fù)梯度便得到電偶極子的電場強(qiáng)度)(341)(350rprrrprE 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2539 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論39例例1-5公式推導(dǎo) 2122cos21rddrr2122cos211rrddr22222cos2! 2) 121)(21(cos2)21(11rrddrrddr2cos1rdr)11(40rrq)cos(420rdqdqprepqdcos30204)(41rrprepr222cos11rdrdr 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-

32、4-2540 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論40極化強(qiáng)度向量稱為極化強(qiáng)度向量，單位稱為極化強(qiáng)度向量，單位C/VpPV0lim則可定義內(nèi)的質(zhì)中體積元假設(shè)在電場作用下，介Vp合成電矩為可得可得元偶極子元偶極子PdV在真空中任意點(diǎn)的電位為在真空中任意點(diǎn)的電位為30) (41)(VpdVRRrPr)(4130rrp由電偶極子的電位由電偶極子的電位電偶極子電偶極子:+-ddqp電偶極矩電偶極矩)(4130rrp 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2541 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論41極化電荷產(chǎn)生的場20) (41VR

33、dVRerP01) (41VdVRrPhAAhAh)(30) (41)(VpdVRRrPr00141)( 41VVdVPRdVRP414100dSRePdVRPSnVdSeASdAdVAnSSVdSeRPSdRPdVRPnSSV414100dSRdVRSpVpPPnPePPRRPRP1)(1電介質(zhì)對(duì)電場的影響可看成極化后電介質(zhì)對(duì)電場的影響可看成極化后極化電荷（束縛電荷）在真空中產(chǎn)極化電荷（束縛電荷）在真空中產(chǎn)生的電場。生的電場。 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2542 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論42 設(shè)有自由電荷分布在導(dǎo)體表面S

34、1上，體積 V1。假想高斯面為S，體積為V。0ptsqqsdE?pqq11VSVS四四.介質(zhì)中的高斯定理PPnPeP 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2543 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論43dsdVqSPvvPp110sssdPqsdEqsdPEs)(0SSSSSvvsdPsdPsdPdsnPdVP11110所以PED0令qsdDs介質(zhì)中的高斯定理電位移矢量 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2544 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論44D、E與與P的關(guān)系方程的關(guān)系方程PED

35、0式中式中e稱為電極化率，是一個(gè)無單位的比例系數(shù)。稱為電極化率，是一個(gè)無單位的比例系數(shù)。 EPe0對(duì)于任意極化介質(zhì)對(duì)于任意極化介質(zhì)EEEEPEDree00000)1 (當(dāng)介質(zhì)線性極化時(shí)當(dāng)介質(zhì)線性極化時(shí)相對(duì)介電常數(shù)，無量綱。相對(duì)介電常數(shù)，無量綱。電介質(zhì)的介電常數(shù)，單位為電介質(zhì)的介電常數(shù)，單位為F/m。ED 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2545 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論45 電場分布具有對(duì)稱性，即電場分布具有對(duì)稱性，即D高斯高斯面面=常量，常量， 。 取對(duì)稱面作為高斯面，化矢量的面積分為標(biāo)量的面積分。取對(duì)稱面作為高斯面，化矢量的

36、面積分為標(biāo)量的面積分。 先先求求E或或D，再求，再求 。高斯定理的應(yīng)用高斯定理的應(yīng)用qSDDdSSdDSSsdD/ 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2546 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論46總結(jié)總結(jié) 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2547 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論47小結(jié):真空中的靜電場小結(jié)：靜電場積分計(jì)算公式3030204)(44)(rrrrqRRqeRqrER)(41) (41) (41)(303020dSrrrrrdSRRreRdSrrESSRS)(41) (

37、41) (41)(303020dlrrrrrdlRRreRdlrrEllRlVVRVVdrrrrrVdRRreRVdrrE303020) )(41) (41) (41)( 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2548 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論48電位及參考點(diǎn)的選取VRVd41SRSd41lRl d411) 電荷分布在有限區(qū)域內(nèi)時(shí)選無窮遠(yuǎn)點(diǎn)為參考點(diǎn)。電荷分布在有限區(qū)域內(nèi)時(shí)選無窮遠(yuǎn)點(diǎn)為參考點(diǎn)。2) 電荷分布在無限區(qū)域內(nèi)時(shí)選有限范圍內(nèi)的點(diǎn)為參考點(diǎn)。電荷分布在無限區(qū)域內(nèi)時(shí)選有限范圍內(nèi)的點(diǎn)為參考點(diǎn)。3) 原則原則盡量使電位計(jì)算公式簡單。盡量使

38、電位計(jì)算公式簡單。ECrfl dE)(參考點(diǎn)場點(diǎn)l dE1. 電位的計(jì)算：電位的計(jì)算：2. 電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系：電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系：3. 參考點(diǎn)的選取：參考點(diǎn)的選?。?河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2549 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論49導(dǎo)體與電介質(zhì)2. 電介質(zhì)電介質(zhì)對(duì)電場的影晌相當(dāng)于極化后極化電荷（束縛對(duì)電場的影晌相當(dāng)于極化后極化電荷（束縛 電荷）在真空中產(chǎn)生的電場。電荷）在真空中產(chǎn)生的電場。PPnPPP)(21PED0任意極化介質(zhì)任意極化介質(zhì))()(rErD線性介質(zhì)線性介質(zhì)1. 靜電場中的靜電場中的導(dǎo)體導(dǎo)體應(yīng)具有

39、下列性質(zhì)應(yīng)具有下列性質(zhì):1)導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)E=0；2)導(dǎo)體為等位體導(dǎo)體為等位體, 為常量為常量 ；3)導(dǎo)體外的導(dǎo)體外的E處處垂直于表面；處處垂直于表面；4)電荷只能分布在表面，即只有電荷只能分布在表面，即只有，不存在，不存在。 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2550 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論501. 靜電場的特性方程0ll dE2.高斯定理及其應(yīng)用 電場分布具有對(duì)稱性，電場分布具有對(duì)稱性，即即D高斯面高斯面=常量，常量， 。 取對(duì)稱面作為高斯面，化矢量的面積分為標(biāo)量的面積分。取對(duì)稱面作為高斯面，化矢量的面積分為標(biāo)量的面積分。 先

40、先求求E或或D，再求，再求 。qsdDSqSDDdSSdDSSsdD/靜電場的方程小結(jié)靜電場的方程小結(jié)3.高斯面的選取 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2551 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論51預(yù)習(xí)內(nèi)容及思考題預(yù)習(xí)內(nèi)容及思考題第一章第二第一章第二講講教教學(xué)學(xué)內(nèi)內(nèi)容容主主要要知知識(shí)識(shí)點(diǎn)點(diǎn)及及預(yù)預(yù)習(xí)習(xí)思思考考題題 1-3 靜電場基本方程與分界面上的銜接條件 積分方程積分方程 方程的物理意義、應(yīng)用方程的物理意義、應(yīng)用 微分方程微分方程 引出微分方程的目的，從而了解其應(yīng)用；引出微分方程的目的，從而了解其應(yīng)用； 微分方程與積分方程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)

41、系；微分方程與積分方程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 不同坐標(biāo)系下微分方程展開式的形式；不同坐標(biāo)系下微分方程展開式的形式； 簡單（一維）微分方程的求解；簡單（一維）微分方程的求解； 分界面的銜接條件分界面的銜接條件 什么是場域的邊界？什么是場域之間的分界面？什么是場域的邊界？什么是場域之間的分界面？ 分界面上場量之間滿足的約束關(guān)系即銜接條件；分界面上場量之間滿足的約束關(guān)系即銜接條件；1-4 靜電場邊值問題 位函數(shù)方程位函數(shù)方程 位函數(shù)方程與場量的微分方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系？位函數(shù)方程與場量的微分方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系？ 為什么要引入位函數(shù)方程？為什么要引入位函數(shù)方程？ 不同坐標(biāo)系下位函數(shù)方程展開式的形式；不同坐標(biāo)系下位函數(shù)

42、方程展開式的形式； 簡單（一維）位函數(shù)方程的求解；簡單（一維）位函數(shù)方程的求解； 邊值問題邊值問題 概念、分類、建立、求解。概念、分類、建立、求解。 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2552 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論52庫侖庫侖（C.A.Coulomb）n庫侖：庫侖：C.A.Coulomb（1736-1806），法國物理學(xué)家、軍事工程師。），法國物理學(xué)家、軍事工程師。n1736年年6月月14日生于昂古萊姆。日生于昂古萊姆。1761年畢業(yè)于軍事工程學(xué)校，并作為軍事工程師年畢業(yè)于軍事工程學(xué)校，并作為軍事工程師服役多年。后因健康日壞，

43、被迫回家，因此有閑暇從事科學(xué)研究。服役多年。后因健康日壞，被迫回家，因此有閑暇從事科學(xué)研究。n由于他寫的一篇題為由于他寫的一篇題為簡單機(jī)械論簡單機(jī)械論（Theorie des Machines Simples）的報(bào)告而）的報(bào)告而獲得法國科學(xué)院的獎(jiǎng)勵(lì)，并由此于獲得法國科學(xué)院的獎(jiǎng)勵(lì)，并由此于1781年當(dāng)選為法國科學(xué)院院士。年當(dāng)選為法國科學(xué)院院士。庫侖的研究興趣十分廣泛，在結(jié)構(gòu)力學(xué)、梁的斷裂、材料力學(xué)、扭力、摩庫侖的研究興趣十分廣泛，在結(jié)構(gòu)力學(xué)、梁的斷裂、材料力學(xué)、扭力、摩擦理論等方面都取得過成就。擦理論等方面都取得過成就。n1773年法國科學(xué)院懸賞征求改進(jìn)船用指南針的方案。庫侖在研究靜磁力中，把年

44、法國科學(xué)院懸賞征求改進(jìn)船用指南針的方案。庫侖在研究靜磁力中，把磁針的支托改為用頭發(fā)絲或蠶絲懸掛，以消除摩擦引起的誤差，從而獲得磁針的支托改為用頭發(fā)絲或蠶絲懸掛，以消除摩擦引起的誤差，從而獲得1777年法國科學(xué)院的頭等獎(jiǎng)。他進(jìn)而研究了金屬絲的扭力，于年法國科學(xué)院的頭等獎(jiǎng)。他進(jìn)而研究了金屬絲的扭力，于1784年提出了金屬絲年提出了金屬絲的扭力定律。這二成果具有極為重要的意義，它給出了一種新的測量極小力的的扭力定律。這二成果具有極為重要的意義，它給出了一種新的測量極小力的方法。同年他設(shè)計(jì)出一種新型測力儀器方法。同年他設(shè)計(jì)出一種新型測力儀器扭秤。利用扭秤，他在扭秤。利用扭秤，他在1785年根據(jù)年根據(jù)實(shí)

45、驗(yàn)得出了電學(xué)中的基本定律實(shí)驗(yàn)得出了電學(xué)中的基本定律庫侖定律，這是人類在電磁現(xiàn)象認(rèn)識(shí)上的一庫侖定律，這是人類在電磁現(xiàn)象認(rèn)識(shí)上的一次飛躍。次飛躍。1788年，他把同樣的結(jié)果推廣到兩個(gè)磁極之間的相互作用，這項(xiàng)成果年，他把同樣的結(jié)果推廣到兩個(gè)磁極之間的相互作用，這項(xiàng)成果意義重大，它標(biāo)志著電學(xué)和磁學(xué)研究從定性進(jìn)人了定量研究。早在意義重大，它標(biāo)志著電學(xué)和磁學(xué)研究從定性進(jìn)人了定量研究。早在1781年他還年他還提出過關(guān)于摩擦及滑動(dòng)定律。他在多種實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上研究了許多實(shí)際靜摩擦現(xiàn)象提出過關(guān)于摩擦及滑動(dòng)定律。他在多種實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上研究了許多實(shí)際靜摩擦現(xiàn)象及其相關(guān)因素，并提出了滑動(dòng)摩擦力的著名公式。他還提出了在磁化過程中

46、，及其相關(guān)因素，并提出了滑動(dòng)摩擦力的著名公式。他還提出了在磁化過程中，分子被極化的假設(shè)。他還提出電荷沿表面分布及帶電體因漏電而電量衰減的定分子被極化的假設(shè)。他還提出電荷沿表面分布及帶電體因漏電而電量衰減的定律。律。庫侖著有庫侖著有庫侖論文集庫侖論文集（1884年）為紀(jì)念他對(duì)物理學(xué)的重要貢獻(xiàn)，電量年）為紀(jì)念他對(duì)物理學(xué)的重要貢獻(xiàn)，電量單位便以庫侖命名。單位便以庫侖命名。 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2553 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論53伏特（Alessandro Guiseppe Antonio Anastasio Volta）

47、n伏特伏特 (1745-1827)，意大利物理學(xué)家，意大利物理學(xué)家，1745年年2月月18日出生于意大利科莫一個(gè)富有日出生于意大利科莫一個(gè)富有的天主教家庭里。的天主教家庭里。n伏特制造的儀器的一個(gè)杰出例子是起電盤。由于起電盤的發(fā)明，伏特制造的儀器的一個(gè)杰出例子是起電盤。由于起電盤的發(fā)明，1774年伏特?fù)?dān)年伏特?fù)?dān)任了科莫皇家學(xué)校的物理教授，任了科莫皇家學(xué)校的物理教授，1779年任帕維亞大學(xué)物理學(xué)教授。年任帕維亞大學(xué)物理學(xué)教授。n伏特在四十五歲生日后不久讀到了伽伐尼伏特在四十五歲生日后不久讀到了伽伐尼1791年的文章，這促使他去作出了最年的文章，這促使他去作出了最大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)。大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)。1

48、800年年3月月20日他宣布發(fā)明了伏達(dá)電堆，這是歷史上的神奇發(fā)日他宣布發(fā)明了伏達(dá)電堆，這是歷史上的神奇發(fā)明之一。伏特發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電體可以分為兩大類，第一類是金屬，它們接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生明之一。伏特發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電體可以分為兩大類，第一類是金屬，它們接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生電勢差；第二類是液體電勢差；第二類是液體(在現(xiàn)代語言中稱為電解質(zhì)在現(xiàn)代語言中稱為電解質(zhì))，它們與浸在里面的金屬之間，它們與浸在里面的金屬之間沒有很大的電勢差。而且第二類導(dǎo)體互相接觸時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生明顯的電勢差，第沒有很大的電勢差。而且第二類導(dǎo)體互相接觸時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生明顯的電勢差，第一類導(dǎo)體可依次排列起來，使其中第一種相對(duì)于后面的一種是正的，例如鋅對(duì)一類導(dǎo)體可依次排

49、列起來，使其中第一種相對(duì)于后面的一種是正的，例如鋅對(duì)銅是正的銅是正的 ，在一個(gè)金屬鏈中，一種金屬和最后一種金屬之間的電勢差是一樣的，在一個(gè)金屬鏈中，一種金屬和最后一種金屬之間的電勢差是一樣的，仿佛其中不存在任何中間接觸，而第一種金屬和最后一種金屬直接接觸是相似仿佛其中不存在任何中間接觸，而第一種金屬和最后一種金屬直接接觸是相似的。的。1801年他去巴黎，在法國科學(xué)院表演了他的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)拿破侖也在場，他年他去巴黎，在法國科學(xué)院表演了他的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)拿破侖也在場，他立即下令授予伏特一枚特制金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)潞鸵环蒺B(yǎng)老金，于是伏特成為拿破侖的被立即下令授予伏特一枚特制金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)潞鸵环蒺B(yǎng)老金，于是伏特成為拿破侖的被

50、保護(hù)人保護(hù)人 ，正如二十年前，他曾經(jīng)是奧地利皇帝約瑟夫二世的被保護(hù)人一樣。，正如二十年前，他曾經(jīng)是奧地利皇帝約瑟夫二世的被保護(hù)人一樣。1804年他要求辭去帕維亞大學(xué)教授而退休時(shí)，拿破侖拒絕了他的要求，賜予他年他要求辭去帕維亞大學(xué)教授而退休時(shí)，拿破侖拒絕了他的要求，賜予他更多的名譽(yù)和金錢，并授予他伯爵稱號(hào)。更多的名譽(yù)和金錢，并授予他伯爵稱號(hào)。n1827年年3月月5日，伏特去世，終年八十二歲。日，伏特去世，終年八十二歲。1881年年IEC正式批準(zhǔn)以伏特為電位的正式批準(zhǔn)以伏特為電位的單位。單位。 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué) 工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論2022-4-2554 河北工業(yè)大學(xué)河北工業(yè)大學(xué)

51、工程電磁場導(dǎo)論工程電磁場導(dǎo)論54預(yù)習(xí)內(nèi)容及思考題預(yù)習(xí)內(nèi)容及思考題第一章第一講第一章第一講教教學(xué)學(xué)內(nèi)內(nèi)容容主主要要知知識(shí)識(shí)點(diǎn)點(diǎn)及及預(yù)預(yù)習(xí)習(xí)思思考考題題 1-1 電場強(qiáng)度，電位 1.電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 產(chǎn)生場的源是什么？產(chǎn)生場的源是什么？ 電荷及其分布；電荷及其分布； 電場強(qiáng)度的定義電場強(qiáng)度的定義 庫侖定律庫侖定律點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度計(jì)算公式；點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度計(jì)算公式； 分布電荷的電場強(qiáng)度計(jì)算公式；分布電荷的電場強(qiáng)度計(jì)算公式； 2. 電位電位 電位的定義、物理意義；電位的定義、物理意義； 電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系（引出電位概念的目的）；電位與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系（引出電位概念的目的）； 電位參考點(diǎn)的選取電位參考點(diǎn)的選取； 點(diǎn)電荷、分布電荷的電位計(jì)算公式；點(diǎn)電荷、分布電荷的電位計(jì)算公式；1-2 高斯定理 1. 真空中的高斯定理真空中的高斯定理 2.介質(zhì)中的高斯定理介質(zhì)中的高斯定理 導(dǎo)體與電介質(zhì)；導(dǎo)體與電介質(zhì)； 介質(zhì)的極化、極化強(qiáng)度、電位移等概念；介質(zhì)的極化、極化強(qiáng)度、電位移等概念； 極化強(qiáng)度、電位移與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；極化強(qiáng)度、電位移與電場強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 電介質(zhì)對(duì)電場電介質(zhì)對(duì)電場的影響是什么？的影響是什么？ 電氣裝置中加入電介質(zhì)的目的電氣裝置中加入電介質(zhì)的目