电磁学绪论电场叠加原理

关于电磁学绪论电场叠加原理第1页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三一、电磁学概述物质的电结构是物质的基本组成形式；电磁场是物质世界的重要组成部分；电磁作用是物质的基本相互作用；电场、磁场的产生及其规律，电场和磁场的电磁场对电荷、电流的作用，电磁场对物质的电磁波的产生与传播。研究：电磁运动现象及其规律电磁学的重要性4.电磁学规律具有广泛的应用。相互联系；各种效应；第2页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三公元前6世纪，希腊Thales观察到用布摩擦过的琥珀能吸引轻微物体；公元前4－3世纪，《韩非子》中有关司南，《吕氏春秋》中关于“慈石召铁”的记载；

1600年，WilliamGilbert《论磁石》对电、磁现象进行总结和研究；二、电磁学的建立人们对电和磁的认识经过了一个从经验到科学，从实验到理论，从分裂到统一，从定性到定量的过程。

1745年，荷兰莱顿大学教授马森布罗克制成了莱顿瓶，可以将电荷储存起来，供电学实验使用，为电学研究打下了基础。第3页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三莱顿瓶:

一种旧式的电容器。因最先在荷兰的莱顿试用，故称莱顿瓶。其构造是在玻璃瓶内外各贴有金属箔做为极板，另有一金属棒从瓶塞插入，上端附一金属球，下端附金属链与内层金属箔接触，用以使之带电或放电。第4页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、电磁学的建立

1785年，Coulomb用扭秤实验得到电力的平方反比定律，使电磁学进入定量研究阶段；

1780年，Galvani发现动物电，1800年，Volta发明电堆，导致1820年Oersted发现电流的磁效应，打破了电学、磁学彼此隔绝的情况；

1821年，Ampere在Oersted实验基础上，提出“分子电流”假说，指出磁的本质是电；

1831年，Faraday发现电磁感应现象，提出“场”和“力线”的概念，进一步证实了电、磁的统一性；

1873年，Maxwell总结前人的研究，建立了一组电磁场方程，从而建立了完整的经典电磁理论。第5页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三三、电磁学的应用

1866年，德国的西门子发明了使用电磁铁的发

1876年，美国贝尔发明了电话，实现了电声通信；

1879年，美国发明家爱迪生发明了电灯，使电

1887年，德国的物理学家赫兹首次用人工的方法

随之，俄国的波波夫和意大利的马可尼，利用电磁电机，为电力工业开辟了道路；进入了人们的日常生活；产生了电磁波；波通信获得成功，开创了人类无线通信的新时代。第6页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三信号控制信息传递第7页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三GiantMagnetoresistance(GMR)2007NobelPrizeinPhysics信息存储第8页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三MagneticResonanceImaging(MRI)第9页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三新概念武器——电磁轨道炮飞行中的电磁轨道炮弹丸即将命中目标命中目标瞬间第10页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三Electrostatics8－1第5章静电学第11页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三教学目标1.

电荷的基本属性3.

电场强度4.

利用电场叠加原理计算电场的分布2.

库仑定律第12页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三研究相对于观察者静止的电荷间相互作用的规律。静电学（Electrostatics）摩擦起电感应带电传导带电让物体带电的方式：第13页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三风筝实验——捕获雷电本杰明.富兰克林（B.Franklin）（1706.1.17—1790.4.17）

“从苍天那里取得了雷电，从暴君那里取得了民权”

拉尔格[法]第14页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三正电(玻璃电)与负电(树脂电)孤立系统中正、负电荷电量的代数和保持不变。2.量子性:3.电荷守恒定律：电子电荷(元电荷)基本粒子的电量4.具有相对论不变性1.正、负电荷:一个电荷的电量与它的运动状态无关，即系统一.电荷(charge)所带电荷与参考系的选取无关。宏观带电体电荷近似连续分布。第15页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三＋electronNucleonprotonneutron物体带电的根源——原子的电结构导体：电荷能迅速自由转移的物体绝缘体：电荷只能停留在产生的地方的物体半导体：介于两者之间的物体第16页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二.库仑定律（Coulomb’sLaw）在真空中两个静止的点电荷之间的作用力与它们点电荷的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。第17页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三适用于:原子核尺度地球物理尺度精度：1769年Robison

SI制（MKSA单位制）二.库仑定律（Coulomb’sLaw）1971年1772年Cavendish1785年Coulomb第18页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三库仑力与万有引力数值之比为

电子与质子之间静电力（库仑力）为吸引力电子与质子之间的万有引力为例：在氢原子中，电子与质子的距离为5.310-11ｍ，试求静电力及万有引力，并比较这两个力的数量关系。忽略！解：由于电子与质子之间距离约为它们自身直径的105倍，因而可将电子、质子看成点电荷。第19页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三场是物质存在的一种形式，具有能量、动量、质量等属性。电场场与实物的区别在于其在空间的可叠加性。

“近距作用”与“超距作用”之争；从场的观点去考查一切电磁作用，对整个电磁学乃至整个物理学产生了深远的影响！三、静电场（ElectrostaticField）电荷电荷第20页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三静电场：静电荷激发的电场。（1）对引入其中的电荷有力的作用;（2）电荷在其中运动时，电场力要对它作功;（3）使位于其中的导体或电介质分别产生静电感应静电场的主要表现:现象和电极化现象.三.静电场（ElectrostaticField）第21页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三1.点电荷的电场强度单位：四、电场强度（ElectricFieldIntensity）电场的叠加原理:2.点电荷系的电场强度第22页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三（若以点电荷为电荷元）电荷线分布电荷面分布电荷体分布四、电场强度（ElectricFieldIntensity）3.连续分布的电荷产生的电场第23页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三两个等量异号点电荷和，相距为，若点到这两个电荷距离比大得多时，这两个电荷构成的电荷系称为电偶极子。通常将从指向的矢量称为电偶极子的轴，称为电偶极矩（电矩）。试计算：（1）电偶极子轴线上一点的电场强度；例1

电偶极子的电场强度（2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度。第24页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三例2.一均匀带电直线长,带电，线外一点到直线垂直距离为，点与直线两端连线与直线夹角分别为和，求点的电场强度。无线长均匀带电直线：第25页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三例3正电荷均匀分布在半径为的圆环上.计算在环的轴线上任一点的电场强度.第26页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三例4均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度.有一半径为,电荷均匀分布的薄圆盘,其电荷面密度为.求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度.第27页，讲稿共3