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文档简介

《基础物理课件-电动力学与静电学》电动力学和静电学是物理学中重要的分支之一，涉及电荷、电场和静电场的概念与性质，以及电容、电阻、电流等基本电学元件与电路的研究。静电学背景知识1电荷守恒定律电荷既不会被创建，也不会被销毁，只能在体系内进行转移。2电荷分布电荷可在物体表面分布或集中在特定区域，影响电场强度和静电力。3电场力线可用力线来表示电场，力线从正电荷指向负电荷，相互之间不会交叉。4电场力电场力取决于电荷量和距离，呈现成反比关系。电场和电荷的概念1电荷物质的一种属性，分为正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。2电场电荷周围存在的物理场，可使其他电荷受力。电场线用于表示电场的方向和强度。3电场强度描述电场的强弱，单位为牛顿每库仑。静电场和电荷分布1电荷分布电荷集中在一个区域，产生强电场。2静电平衡电荷分布均匀，电场处处为零。3静电感应靠近电荷的导体会发生电荷重分布现象。静电场的电位和电场强度1电位描述电荷在电场中的位置，单位为伏特。2电场强度描述单位正电荷所受的力，也可称为电场力，单位为牛顿每库仑。3电势差两点之间的电位差，也可称为电压，单位为伏特。静电场的高斯定理高斯定理是一种基本的物理定理，描述电荷在闭合曲面上的电场通量与包围电荷总量的关系。计算电场分布和确定电荷分布时，高斯定理是非常有用的工具。静电场的电势能和电势差电势能是电荷在电场中具有的能量，而电势差是电势能的改变。电场强度和电势差正相关，实际操作时常用电势差来描述电场强度。电容和电容量的定义电容是电路元件的一个重要参数，表示导体上电荷分布的能力。电容量是衡量电容器存储电荷的能力，与电容和电压有关。平面电容器和球形电容器平面电容器由两片平行金属导体构成，中间有绝缘材料隔开，常用于电子设备中。球形电容器由内部球体和外部球壳以及介质材料组成，广泛应用于高电压系统。电介质的介电常数介电常数是电介质性质的重要参数，影响电场在介质中的传播和储存电荷的能力。不同材料的介电常数不同，常用于改变电场分布和控制电容的特性。电介质的极化和电容性质电介质在电场作用下会发生极化现象，导致电介质的电荷分布发生变化。极化影响电容器的电容量和电容性质，可用于储存电能和调节电路特性。电流和电阻的概念电流是电荷的流动，表示单位时间内通过导体横截面的电荷量。电阻是电流与电压之间的关系，导体或电路组件的特性之一。电阻材料的电阻率电阻率是表示材料电导性的参数，描述单位长度和单位横截面积上的电阻。不同材料的电阻率决定了导体和电路元件的导电性能。欧姆定律和基尔霍夫定律1欧姆定律描述电流、电压和电阻之间的关系，公式为I=V/R。2基尔霍夫定律根据能量守恒与电荷守恒原理，描述电流在闭合回路中的分布和电压的总和关系。电功和电功率的计算电功是电流通过电阻消耗的能量，计算公式为W=V×I×t。电功率是单位时间内消耗或产生的电功，计算公式为P=V×I。磁场和电

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