文档介绍：第八章静电场
8-1 库仑定律
电荷守恒、电荷量子化、电荷相对论不变性
库仑定律
方向的单位矢量
8-2 电场强度
静电场的定义:单位正试探电荷所受的力(N/C)
点电荷的电场方向:始于正电荷,
止于负电荷
三、电场强度叠加原理
点电荷系:
连续带电体:
8-3 高斯定理
电场线:描述电场强度大小和方向的有向线段
电通量
面的外法线方向为正,故而电力线穿出为正,穿进为负
三、高斯定理
四、高斯定理的应用
常用结论:单个无限大带电平板产生场强
8-4 静电场的环路定理电势
电场力的功静电场的环路定理
电场力的功:只与始末位置有关,与路径无关。静电场是保守场
静电场的环路定理
电势
1、静电势能:试探电荷与电场之间的相互作用能,属于系统
2、电势的概念和物理意义
电势是标量,只需标量叠加
3、电势差
4、电势的计算
(1)点电荷
(2)点电荷系统(3)任意连续带电体
(4)注意求电势积分时,可能存在分段积分
8-5 电场强度与电势的关系
等势面:所有电势相等的点组成的平面
1、等势面与电场线处处正交;2、等势面与电力线密集处场强大;
3、电力线指向电势降低的方向
场强与电势的微分关系
场强是电势梯度的负值(内含电场强度的方向问题)
具体计算通常用分量式,在各个方向求出分量后,再矢量合成。
求场强的三种方法:电场强度叠加原理;高斯定理;电场与电势的微分关系
第九章静电场中的导体和电介质
9-1 静电场中的导体
导体静电平衡性质
静电平衡状态:导体内部和表面没有电荷的宏观定向移动
静电平衡条件:(1)导体内部场强为零,外部电力线与导体表面垂直;
(2)整个导体是等势体
3、静电平衡时导体的电荷分布:(由高斯定理结合静电平衡条件判断)
(1)带电导体在静电平衡时,电荷只分布在其表面;
(2)静电平衡下的导体,其表面电荷面密度与邻近处的场强成正比
(3)孤立导体静电平衡时,电荷面密度与表面曲率成正比(尖端放电)
空腔导体和静电屏蔽
空腔导体
腔内无带电体:空腔内部场强为零;若空腔带电,电荷分布在外表面
腔内有带电体:腔内电场取决于腔内带电体,腔外电场决定于外表面电荷;
腔内表面所带电荷与腔内带电体等量异号,腔外表面电荷由静电平衡条件和电荷守恒定律共同决定。
静电屏蔽
屏蔽内电场
9-2 静电场中的电介质
电介质的极化(略)
电极化强度:单位体积中的分子电矩矢量和,体现电介质被极化的程度
定义式
计算式
电极化强度与极化电荷面密度之间的关系
有电介质时的场强
原场强与现场强的关系
9-3 有电介质时静电场的高斯定理
电介质中的高斯定理具有普适性,可适用于真空,真空介电常数为ε0
使用方法与真空中的高斯定理一样,只是先求电位移矢量,后求电场强度矢量
电容电容器
一、孤立导体的电容
定义: 单位电势容纳的电量。1F=1C/V
2、导体的电容只与导体本身的形状、大小、结构有关,跟带电与否无关
二、电容器:由两个金属极板和介于其间的电介质组成
1、电容大小
2、电容计算:(i)假设极板带电q; (ii)求极板间电场E; (iii)求极板间电势差U