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第二章 静态场

第二章 静态场. 2.1 静电场 2.2 恒定电流场 2.3 静磁场 2.4 恒定电场. 2.1 静电场. 库仑定律与电场强度 电通量密度和麦克斯韦第一方程 静电场的能量和电位 导体、电介质和电容 泊松方程和拉普拉斯方程. 一、库仑定律与电场强度. 真空介电常数或真空电容率：. 用矢量表示库仑定律. 电场强度. 电场强度. 场点. 源点. 叠加原理. N 个点电荷的场. 场叠加的例子. 场叠加的例子. 场叠加的例子. 场叠加的例子. 体电荷分布的场. 体电荷分布的场. 各种电荷分布的场. 体电荷分布.

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第二章 静态场

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Presentation Transcript

  1. 第二章 静态场 2.1 静电场 2.2 恒定电流场 2.3 静磁场 2.4 恒定电场

  2. 2.1 静电场 • 库仑定律与电场强度 • 电通量密度和麦克斯韦第一方程 • 静电场的能量和电位 • 导体、电介质和电容 • 泊松方程和拉普拉斯方程

  3. 一、库仑定律与电场强度 真空介电常数或真空电容率：

  4. 用矢量表示库仑定律

  5. 电场强度

  6. 电场强度 场点 源点

  7. 叠加原理 N个点电荷的场

  8. 场叠加的例子

  9. 场叠加的例子

  10. 场叠加的例子

  11. 场叠加的例子

  12. 体电荷分布的场 体电荷分布的场

  13. 各种电荷分布的场 体电荷分布 面电荷分布 线电荷分布

  14. 无限长线电荷分布的场 对称性分析： 1、电场强度只随ρ变化 2、电场强度只有ρ分量 所以

  15. 无限长线电荷的例子（一）

  16. 无限长线电荷的例子（一）

  17. 无限长线电荷的例子（二）

  18. 无限长线电荷的例子（二）

  19. 无限大面电荷分布的场 对称性分析： 1、电场强度只随x变化 2、电场强度只有x分量 在Q点：

  20. 无限大面电荷的例子（平行板电容器） 在x>a的区域： 在x<0的区域： 在0<x<a的区域：

  21. 金属球 绝缘材料 二、电通量密度 1、法拉第的同心球实验 2、电位移或电通量 3、电通量密度

  22. 高斯定理 1、任意曲面上的电通量 2、高斯定理 穿过任意闭曲面的电通量等于该曲面所包围的总电荷

  23. 高斯定理举例

  24. 利用高斯定理求解对称分布电荷的场

  25. 利用高斯定理求解对称分布电荷的场

  26. 麦克斯韦第一方程（静电场方程） 麦克斯韦第一方程的积分形式 麦克斯韦第一方程的微分形式

  27. 三、静电场的电位和能量 外力做功： 电场力做功： 克服电场力做功： 电位差（电压）的定义： 正负电位差的含义：正功、负功

  28. 电位 0电位参考点：无限远处，“地” 点电荷的电场：

  29. 电荷分布的电位 点电荷： 体分布电荷： 面分布电荷： 线分布电荷：

  30. 静电场的环量——旋度 旋度定理： 所以： 静电场是无旋场 等效的说法： 1、静电场是保守场 2、沿任何闭合路径的环量为零 3、两点之间的电位差只与两点的位置有关，而与路径无关

  31. 电位与电场强度的关系 点电荷的例子：

  32. V 等位线

  33. 利用电位求电场－电偶极子 优点：简单方便 同理， 故

  34. 利用电位求电场－电偶极子 电偶极矩：

  35. 电偶极子的等位面

  36. 利用电位求电场－环形线电荷分布的场 由图知： 因此：

  37. 区域 静电场中的能量 电位能： 电位能的建立过程： 1、把q1从∞移到a点 2、把q2从∞移到b点 3、移动两个点电荷的总能量 4、交换移动顺序

  38. 静电场中的能量 区域 5、移动三个点电荷 6、颠倒移动顺序

  39. 静电场中的能量 第一项： ？ 能量密度：

  40. 静电场能量举例

  41. 四、静电场中的导体——静电感应 金属的晶体结构

  42. 导体的表面电荷分布

  43. 静电感应和静电平衡 • 导体内部静电场的电场强度为0 • 在导体表面的静电场的电场强度处处垂直于导体表面 • 导体是等位体，导体表面是等位面

  44. 真空 导体 导体边界条件

  45. _ + _ + _ + _ + 五、静电场中的电介质 物质的种类：导体、半导体、电介质 电介质：无极性介质、极性介质 等效 电偶极矩 呈电中性 合成电矩： 合成电场：

  46. 电场对电偶极子的作用 +q -q 受力结果：电偶极矩的方向与电场方向一致

  47. 极化现象－无极性介质 极化后：

  48. 极化现象－极性介质 极化后：

  49. 极化现象－极性介质 水分子 加电后 加电前

  50. 束缚体电荷 介质表面 束缚面电荷 极化结果

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