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1、强相互作用你现在浏览的是第一页，共28页强相互作用强相互作用弱相互作用弱相互作用重要，最富有成果电磁相互作用的特征：电磁相互作用的特征：就质子与电子的相互作用力来说，静电力比万就质子与电子的相互作用力来说，静电力比万有引力要强约有引力要强约10103939倍倍电磁作用是长程力电磁作用是长程力电磁作用有吸引和排斥两种形式，因此电磁力电磁作用有吸引和排斥两种形式，因此电磁力可予以屏蔽可予以屏蔽四种基本相互作用四种基本相互作用电磁的相互作用与电磁场电磁的相互作用与电磁场电磁相互作用电磁相互作用万有引力万有引力你现在浏览的是第二页，共28页通过电磁场说明通过电磁场说明 各种相互作用通过场来实现，场是物
2、质的一种各种相互作用通过场来实现，场是物质的一种基本存在形式基本存在形式 场的场的 基本性质基本性质 基本特征基本特征 以及描述场基本方法以及描述场基本方法你现在浏览的是第三页，共28页场场源源试验电荷试验电荷试验电荷试验电荷运动运动运动运动试验电试验电试验电试验电荷静止荷静止荷静止荷静止静止电荷静止电荷静止电荷静止电荷运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷静电力静电力F=qE试验电荷试验电荷试验电荷试验电荷运动运动运动运动洛伦兹力洛伦兹力作作用用 作作用用 你现在浏览的是第四页，共28页场场源源试验电试验电试验电试验电荷运动荷运动荷运动荷运动试验电试验电试验电试验电荷静止荷静止荷静止荷静止静止电荷
3、静止电荷静止电荷静止电荷运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷静电力静电力F=qE试验电试验电试验电试验电荷运动荷运动荷运动荷运动洛伦兹力洛伦兹力作作用用 作作用用 在相对于场源在相对于场源静止静止的参考系中的参考系中观察观察在相对于场源在相对于场源运动运动的的参考系中参考系中观察观察洛洛伦伦兹兹变变换换激发激发电磁场电磁场激发激发静电场静电场你现在浏览的是第五页，共28页电场和磁场的有无和大小是取决于用来进行观察的参考系电场和磁场的有无和大小是取决于用来进行观察的参考系的，当从一个参考系变换到另一个参考系时，电场和磁场的，当从一个参考系变换到另一个参考系时，电场和磁场是可以相互转化的。是可以相互转
4、化的。电场和磁场实际上是一个统一体的两个侧面，这个统电场和磁场实际上是一个统一体的两个侧面，这个统一体就是电磁场。一体就是电磁场。电磁场是与参考系无关的客体，具有绝对性，而电磁场是与参考系无关的客体，具有绝对性，而电场和磁场则是这个客体与参考系有关的两个侧电场和磁场则是这个客体与参考系有关的两个侧面，具有相对性。面，具有相对性。你现在浏览的是第六页，共28页实验规律实验规律场的性质场的性质场与物质的相互作用场与物质的相互作用思路：思路：研究方法重点：对称性分析方法研究方法重点：对称性分析方法你现在浏览的是第七页，共28页静止电荷的电场静止电荷的电场静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质运
5、动电荷运动电荷 稳恒磁场稳恒磁场电磁感应与麦克斯韦方程组电磁感应与麦克斯韦方程组恒定电流恒定电流电电电电 磁磁磁磁 学学学学 基基基基 本本本本 内内内内 容容容容你现在浏览的是第八页，共28页静电场的性质静电场的性质有源无旋有源无旋静电场与带电粒子的相互作用静电场与带电粒子的相互作用实验规律实验规律点电荷的库仑定律等点电荷的库仑定律等静电场与导体的相互作用静电场与导体的相互作用静电场与电介质的相互作用静电场与电介质的相互作用静止电荷的电场静止电荷的电场你现在浏览的是第九页，共28页第十一讲第十一讲 静电场静电场第十二讲第十二讲 静电场的高斯定理静电场的高斯定理第十三讲第十三讲 真空中静电场的
6、电势真空中静电场的电势 静止电荷的电场内容静止电荷的电场内容你现在浏览的是第十页，共28页第十一讲第十一讲 静电场静电场主要内容：主要内容：一、电荷一、电荷二、库仑定律二、库仑定律三、电场三、电场 (electric field)四、电场强度四、电场强度你现在浏览的是第十一页，共28页电荷和质量一样是基本粒子的固有属性。电荷和质量一样是基本粒子的固有属性。一个电荷的电量与它的运动状态无关。电荷是使物质间发生电相互作用的一种属性一个孤立系统的总电荷是不变的。电荷守恒定律是自然界的基本定律之一，无论在宏观还是微观都是成立的。一切基本粒子都是某个基本电荷单元构成的。电荷守恒定律电荷守恒定律电荷之间的
7、作用力通过电磁场实现电荷之间的作用力通过电磁场实现电荷的量子化电荷的量子化电荷运动不变性电荷运动不变性一、电荷一、电荷第十一讲第十一讲 静电场静电场你现在浏览的是第十二页，共28页真空中的两个点电荷之间的相互作用力真空中的两个点电荷之间的相互作用力:x0yzr1r2r12r21+q1+q2F21F12是静止点电荷相互作用的基是静止点电荷相互作用的基本实验规律本实验规律二、库仑定律二、库仑定律你现在浏览的是第十三页，共28页真空中的两个点电荷之间的相互作用力真空中的两个点电荷之间的相互作用力:x0yzr1r2r12r21+q1+q2F21F12是静止点电荷相互作用的基是静止点电荷相互作用的基本实
8、验规律本实验规律二、库仑定律二、库仑定律+q1-q3+q2Q =原则上可以解决静电学的全部问题原则上可以解决静电学的全部问题库仑定律库仑定律+力的叠加原理力的叠加原理力的叠加原理力的叠加原理你现在浏览的是第十四页，共28页三、电场三、电场 (electric field)&静电场静电场 描述场中各点电场的强弱的物理量描述场中各点电场的强弱的物理量电场强度电场强度 对放其内的任何电荷都有作用力对放其内的任何电荷都有作用力电场力对移动电荷作电场力对移动电荷作功功q0F带电体带电体&电场的基本性质电场的基本性质相对于观察者静止的电荷产生的电场相对于观察者静止的电荷产生的电场 是电磁场的一种特殊形式是
9、电磁场的一种特殊形式你现在浏览的是第十五页，共28页四、电场强度四、电场强度试探电荷试探电荷q0,在电场中受力在电场中受力F.q 1 0q 2 R 时时 应熟记上述结果应熟记上述结果 xrp dq=dlR0X你现在浏览的是第二十五页，共28页R0 xr dq=2 r dr例例-带电圆盘轴线上的电场带电圆盘轴线上的电场Xp第一步：确定场点，建立坐标第一步：确定场点，建立坐标第二步：第二步：取取电荷微元电荷微元dq第三步：计算第三步：计算dq在场点激发的电场在场点激发的电场第四步：利用第四步：利用对称性对称性求标量积分求标量积分以圆环为电荷微元以圆环为电荷微元你现在浏览的是第二十六页，共28页无限
10、大均匀带电平面无限大均匀带电平面为一均匀场为一均匀场dq=2 r dr1.x R,2.x R,讨论：讨论：p xxr 0R你现在浏览的是第二十七页，共28页第三步：计算第三步：计算dq电场电场第四步：将第四步：将 分解，分解，求标量积分求标量积分点点线线面面电荷分布由电荷分布由qp求电场强度步骤：求电场强度步骤：第一步：建立坐标第一步：建立坐标第二步：取电荷微元第二步：取电荷微元dq取点电荷元或线电荷元或面电荷元体体推广到求体电荷分布的电场推广到求体电荷分布的电场 dq=dl xrpR0Xp xxr 0Rdq=2 r dr请思考请思考均匀带电球体外均匀带电球体外一点的场强如何求解？一点的场强如何求解？你现在浏览的是第二十八页，共28页