物理下第九章、靜電場

大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)，除了學(xué)習(xí)自然現(xiàn)象所服從的基本規(guī)律以外，更重要的是，通過大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)，學(xué)會理性的思考問題、分析問題和解決問題。物理學(xué)是十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖匀豢茖W(xué)，它不可能象文學(xué)藝術(shù)一樣，可以通過虛構(gòu)的曲折復(fù)雜、扣人心弦的故事情節(jié)引人入勝。

科學(xué)的任務(wù)是通過回答“是什么”和“為什么”的問題，剖析自然界存在的所有物質(zhì)，揭示自然現(xiàn)象的本質(zhì)和主宰自然現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律和相互聯(lián)系，目的在于認(rèn)識自然?？茖W(xué)與真理一樣，是與客觀事實相一致的主觀認(rèn)識。技術(shù)的任務(wù)是通過回答“做什么”和“怎么做”的問題，利用科學(xué)發(fā)現(xiàn)的自然規(guī)律改造自然，目的在于滿足社會生產(chǎn)和生活的實際需要。

科學(xué)是技術(shù)的基礎(chǔ)和依據(jù)，科學(xué)的理論和方法指導(dǎo)、促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步。科學(xué)上的每一個重大突破，都將在一定時間內(nèi)導(dǎo)致影響人類生產(chǎn)、生活的新技術(shù)的出現(xiàn)；新技術(shù)的發(fā)展又促使人類認(rèn)識自然的實驗手段不斷增加、不斷提高，從而推動科學(xué)進(jìn)一步發(fā)展。它們相輔相成，相互促進(jìn)。

關(guān)于練習(xí)題

物理課程的思考題、練習(xí)題是為了加深對物理學(xué)基本概念、基本規(guī)律及其適用條件的理解，在理解的基礎(chǔ)上針對具體問題進(jìn)行分析，將具體問題抽象為相關(guān)的數(shù)學(xué)方程，然后通過數(shù)學(xué)的邏輯演繹，得到其結(jié)果的一整套科學(xué)研究的方法，提高分析問題、解決問題的能力。簡言之，在理解認(rèn)識的基礎(chǔ)上做題，通過做題加深理解認(rèn)識。在具體練習(xí)的過程中，不要貪多求難，應(yīng)針對基本概念、基本規(guī)律、基本方法的理解及應(yīng)用，選擇（難度、數(shù)量）適當(dāng)?shù)木毩?xí)題，采用“解剖麻雀”的方法，“窺一斑而略知全豹”。比起題海戰(zhàn)術(shù)來，這樣往往可以收到事半功倍的效果。第三篇電磁學(xué)

電磁學(xué)是人類在長期的生產(chǎn)、生活實踐中，逐漸形成、發(fā)展和完善起來的研究電現(xiàn)象、磁現(xiàn)象及相互聯(lián)系的規(guī)律的科學(xué)。1905年愛因斯坦建立狹義相對論1865年麥克斯韋提出電磁場理論1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流對磁針的作用1785年1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)庫侖發(fā)現(xiàn)電荷之間相互作用規(guī)律公元前600年古希臘泰勒斯第一次記載電現(xiàn)象靜電場第九章靜電場----相對于觀察者靜止的電荷產(chǎn)生的電場穩(wěn)恒電場—不隨時間改變的電荷分布產(chǎn)生不隨時間改變的電場本章的基本內(nèi)容一個實驗規(guī)律：庫侖定律；兩個基本物理量：電場強(qiáng)度、電勢；兩個定理：靜電場的高斯定理、環(huán)路定理§9－1電場與電場強(qiáng)度一、電荷與電荷守恒定律1、電荷與電量從微觀上看：由此可見，電有正電和負(fù)電兩種。電的基本性質(zhì)是：同性相斥，異性相吸物體失去電子顯正電，得到電子顯負(fù)電。失去或得到電子的物體稱為帶電體。物體所帶的電統(tǒng)稱為電荷，物體帶電的數(shù)量稱為電量。電量的單位是庫侖

電子是帶負(fù)電的最小粒子，質(zhì)子是帶正電的最小粒子。因此，電是電子和質(zhì)子的基本屬性之一。從宏觀上看：核子電子原子質(zhì)子中子夸克宏觀物體分子電子電量：二、庫侖定律3、點電荷2、電荷守恒定律

定律內(nèi)容：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；也就是說，一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，電荷代數(shù)和保持不變．

具體問題中，當(dāng)帶電體的形狀和大小可忽略不計時，可把它抽象成一個點．1785年，庫侖通過實驗總結(jié)出了點電荷相互作用的規(guī)律：——真空的介電常數(shù)電最基本的性質(zhì)是相互作用三、電場與電場強(qiáng)度1、電場

電場的概念是在研究電荷之間的相互作用力是如何實現(xiàn)的問題中逐漸形成的。?電荷電荷力力對外表現(xiàn)：a.對電荷（帶電體）施加作用力b.電場力對電荷（帶電體）作功研究方法：力法—引入場強(qiáng)能法—引入電勢

u性質(zhì)之一：

疊加性電場是一種存在于帶電物體周圍的特殊形態(tài)的物質(zhì)出發(fā)點：

庫侖定律

超距作用以太電場

電場中某一點處單位正電荷所受的作用力。稱為電場強(qiáng)度2、電場強(qiáng)度場源電荷試驗電荷單位：描寫電場性質(zhì)特征的物理量可通過對電荷的作用力來引入實驗方法如圖所示⑴在某一固定點，改變試驗電荷的電量q0的大小，其結(jié)果是試驗電荷所受作用力與q0成正比其物理涵義是：⑵保持試驗電荷的電量不變，改變試驗電荷的空間位置，則試驗電荷受力的大小和方向都在改變，3、場強(qiáng)迭加原理4、場強(qiáng)的計算

試驗電荷在點電荷所共同激發(fā)的電場中所受的力為：

該結(jié)論稱為靜電場的疊加原理，它表明：

電場中任一點處的總電場強(qiáng)度等于各點電荷單獨存在時在該點各自產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。⑴單個點電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)分布⑵點電荷系產(chǎn)生的場強(qiáng)分布

根據(jù)場強(qiáng)迭加原理，點電荷系產(chǎn)生的場強(qiáng)分布為⑶任意帶電體產(chǎn)生的場強(qiáng)分布五、場強(qiáng)計算舉例四、帶電體在外電場中所受的作用力例1

電偶極子是由兩個大小相等，符號相反的點電荷和組成的點電荷系．從負(fù)電荷到正電荷的矢量線段稱為電偶極子的臂．電荷和臂的乘積稱為電偶極矩，簡稱電矩．求電偶極子中垂線上任一點的電場強(qiáng)度．解例題分析當(dāng)時，討論：點的例2、求一均勻帶電直線在線外任意點P的電場強(qiáng)度。已知：

a、1、2、。解題步驟：1.選電荷元5.選擇積分變量4.建立坐標(biāo)，將投影到坐標(biāo)軸上2.確定的方向