大物下-电磁学第一章1.1库仑定律

理工大学A20179181/课程简要说平时成绩40%=作业成绩18%+MOOC学习成绩16%+其它6%2/PartI电磁3/物理学中的4/物理学中的标量场：当研究物理量的分布状态时，数学上只需用一个代数量来描绘，这些代数量(即标量函数所定出的场就称为标量场.4/物理学中的标量场：当研究物理量的分布状态时，数学上只需用一个代数量来描绘，这些代数量(即标量函数所定出的场就称为标量场.又有方向即矢量vct那么整个空间就变成充满了矢量.4/标量T=T(x,y,5/标量温度场可以随时间变化T=T(x,y,z,6/矢量来源 one-dimensional-versus-two-dimensional-河流的“速度场”是一种v,7/矢量 通量: 环量:1以流体速度场

8/通来源

9/通来源 如果屋顶有一个天窗忘了关,10/通来源 11/通来源 如果是在竖直的墙壁上的窗户忘了关,12/通,,注v。假设窗户的面积是4S,窗户的法向矢量为,则：vˆ4S

13/通很容易推断出,对于任意空间曲面S,通量(水流量)就是把曲面上的v积分起来:¨¨vˆdS14/通很容易推断出,对于任意空间曲面S,通量(水流量)就是把曲面上的v积分起来:¨¨vˆdS‹‹vˆdS14/环15/环速度环量表征水流质点沿封闭曲线L方向运动˛环量˛环量 vL15/电场与磁EB

,,16/电场与磁EB

,,16/为什么要学电磁17/为什么要学电磁 信为标志的全球技 17/为什么要学电磁 信为标志的全球技 17/为什么要学电磁 信为标志的全球技 17/为什么要学电磁 信为标志的全球技 17/电磁现象的发现与研观察记录阶 过的琥珀能吸引碎草等微小物体 我国东汉时期,王充《论衡》中记载 我国宋代 角现象18/ 1785年,库仑提出静电公式—库仑定律 1800年,伏打发明电堆，电学由静电走 1820年,奥斯特发现电流的磁效应 1820年,用规律—安培定律 1831年,法拉第发现了电磁感应现象 1865年,理论19/TheBigPicture:麦克斯韦方真空‹ ˛

∂El=‹

S

S BS= ˛ Bl=µ0I+µ0L

∂S

20/TheBigPicture:麦克斯韦方介质情‹~S= ˛ El=‹

∂S

S BS= ˛ Hl=ICL

∂S

21/TheBigPicture:麦克斯韦方介质情‹~S= ˛ El=‹

∂S

S BS= ˛ Hl=ICL

∂S

理世界》评选的“最伟大的公式”之首21/课程框22/第1章静电第1章:静电23/1.11.124/来源 丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡25/一种非接触的的作用,为什么会产生相互作26/.1电荷是引起丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互27/.1电荷是引起丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互实验揭示了电荷的物理本质,电荷是构成如玻璃棒、丝绸等物体基本粒子的固有属性,不存在27/电荷分林(1706-

28/电荷的特29/原子结30/电荷的量子多少,单位：库仑,符号：C。31/电荷的量子多少,单位：库仑,符号：C。电荷的电量总是以一个基本单元的整数倍出现q=nen=±1±23基本单元为电子电的绝对值:e=1.60231/电荷的量子多少,单位：库仑,符号：C。电荷的电量总是以一个基本单元的整数倍出现q=nen=±1±23基本单元为电子的绝对值:e=1.602理想模型：点电荷近似；在讨论电磁现象的规律时，可以认为电荷连续的分布在带电体上31/电荷守恒定32/电荷守恒定[中子]→[质子]+[电子]+[ 电荷：0→e+(-e)+033/电荷守恒定[中子]→[质子]+[电子]+[ 电荷：0→e+(-e)+0[电子]+[正电子]→2[光子电荷：-33/电荷的相对论不变34/.2相对于惯性系观察,自由空间(或真空)中两个静止的点电荷之间的作用力(斥力或吸力,统称为库仑力)与这两个电荷所带电量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。同号电荷相斥,异号电荷相吸。点电荷：带电体的线 问题中所涉及的距离r

35/公式描q1对q2的作用力2=kq1q2r121q1q2r124π0库仑常量k8.99109Nq1、q2可正可负F21−F

36/与万有引力定律的相似库仑定律 2=kq1q2r万有引力定律2=Gm1m2r37/与万有引力定律的相似库仑定律 2=kq1q2r万有引力定律2=Gm1m2r37/例例氢原子中电子和质子的距离为5.310−11m，求解38/例氢原子中电例氢原子中电子和质子的距离为5.310−11m

4π

=8.1×10−838/例氢原子中电例氢原子中电子和质子的距离为5.310−11m

4π

=8.1×10−8me=9.1×10−31kg,mp=1.7×38/例氢原子中电例氢原子中电子和质子的距离为5.310−11m

4π

=8.1×10−8me=9.1×10−31kg,mp=1.7×Fg=Gmemp=3.7×10−4738/例氢原子中电例氢原子中电子和质子的距离为5.310−11m

4π

=8.1×10−8me=9.1×10−31kg,mp=1.7×Fg=Gmemp=3.7×10−47电电子与质子间起作用的是电力,引力可忽38/例铁原子核中两个质子相距例铁原子核中两个质子相距4.010−15m，Fe=

r2

140Fg=Gmemp=1.2×10−3539/例铁原子核中两个质子相距例铁原子核中两个质子相距4.010−15m，Fe=

r2

140Fg=Gmemp=1.2×10−3539/四种相互作40/四种相互作Science杂志于2005年7来125CanCantheLawsofPhysicsBe41/库仑定律的适用范42/库仑定律的适用范当的适用范围约在101m∼10之间42/为去除其它电荷的影响为去除其它电荷的影响 使两个点电荷只受对作用。实际上库仑定律可推广到介质、导体42/原因是此时电荷不能视为点电荷。的适用范围约在10m∼10之间1.1.31.1.3两个点电荷之间的作用力并不因第三个点电荷的存在而有所改变。若真空中存在两个以上的点电荷，则作用在每一个点电荷上的合力，等于其它点电荷单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。43/公式描荷系，实验证明，q0受到的总电力为 F=F1+F2+,···,+Fn~~44/公式描荷系，实验证明，q0受到的总电力为 F=F1+F2+,···,+Fn~~~~F0r244/例q1=1.5×10−3C,q2=–0.5×10−3q3=0.2×10−3C,AC=r1=BC=r2=0.5m,试求作用在电荷q3上的合力:1F13iNi,4π0r21F23(j)N)j24π2FF13F23103Ni103NjF(oisinjp其中F

23| 13

45/课堂小议:库仑定律发现的46/课堂小议:库仑定律发现的46/课堂小议:库仑定律发现的46/课堂小议:库仑定律发现的离的2次方成反比，只是卡文迪什没有 46/课堂小议:库仑定律发现的离的2次方成反比，只是卡文迪什没有 46/课堂小议:库仑定律发现的离的2次方成反比，只是卡文迪什没有 18