大学物理讲座静电省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华大学物理讲座大学物理讲座孙秋华孙秋华 静电学静电学1第1页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华 教学要求教学要求1.熟练掌握电场强度、电通量、电势、电势差、电容等熟练掌握电场强度、电通量、电势、电势差、电容等 基本概念;掌握库仑定律。环路定理、高斯定理等基基本概念;掌握库仑定律。环路定理、高斯定理等基 本规律,能处理静电学基本问题。本规律,能处理静电学基本问题。2.掌握静电场中导体、电介质基本规律,了解介质掌握静电场中导体、电介质基本规律,了解介质 极化微观机理及
2、特征。掌握极化强度和电位移矢量。极化微观机理及特征。掌握极化强度和电位移矢量。第2页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华一一.基本概念基本概念1.电场强度:电场强度:2.电场强度通量:电场强度通量:3.电势:电势:4.电势差:电势差:第3页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华二二.基本定理和定律基本定理和定律1.库仑定律库仑定律:2.高斯定理:高斯定理:3.环路定理:环路定理:三三.基本运算基本运算第4页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华球分布球分布
3、:点电荷、带电球面、若干个同心带电球面点电荷、带电球面、若干个同心带电球面、带电球体带电球体轴分布轴分布:无限长带电直线、无限长带电圆柱面、若干无限长带电直线、无限长带电圆柱面、若干个无限长同轴带电圆柱面、无限长带电圆柱体个无限长同轴带电圆柱面、无限长带电圆柱体面分布面分布:无限大带电平面、无限大若干个平行带电平无限大带电平面、无限大若干个平行带电平面、无限大厚度为常数带电厚板面、无限大厚度为常数带电厚板*正确分析带电体类型正确分析带电体类型判断带电体电荷分布判断带电体电荷分布 判断判断带电体带电体产生产生电场分布电场分布 判断判断带电体带电体几何尺度几何尺度 第5页静电学知识讲座静电学知识讲
4、座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华求法求法点电荷点电荷点电荷系点电荷系场无对称性场无对称性场有对称性场有对称性 用高斯定理求电场强度用高斯定理求电场强度连续分布带电体连续分布带电体第6页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华求法求法点电荷点电荷点电荷系点电荷系场无对称性场无对称性场有对称性场有对称性 连续分布带电体连续分布带电体第7页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华四、基本类型四、基本类型1、电场强度计算、电场强度计算2、电势计算、电势计算3、电场强度通量计算、电场强度通量
5、计算第8页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华电场强度计算(场无对称性)电场强度计算(场无对称性)作业作业47一环形薄片由细绳悬吊着,环内、外半径分别为一环形薄片由细绳悬吊着,环内、外半径分别为R/2、R,并有电量均匀分布在环面上,细绳长,并有电量均匀分布在环面上,细绳长3R,并有,并有电量均匀分布在绳上,试求圆环中心电量均匀分布在绳上,试求圆环中心O处电场强度。(圆处电场强度。(圆环中心在细绳延长线上)环中心在细绳延长线上)第9页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华作业作业48二分之一径为二分之一
6、径为R,长度为,长度为L均匀带电圆柱面,总均匀带电圆柱面,总电量为电量为Q。试求端面处轴线上。试求端面处轴线上P点电场强度。点电场强度。P第10页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华1.带电细线弯成半径为带电细线弯成半径为R半圆形,电荷线密度为半圆形,电荷线密度为=0sin,式中,式中 0为一常数,为一常数,为半径为半径R与与x轴所成夹角,轴所成夹角,如图所表示试求:环心如图所表示试求:环心O处电场强度处电场强度x 第11页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华1、判断带电体类型(不均匀连续线分布、场
7、无对称性)、判断带电体类型(不均匀连续线分布、场无对称性)2、选坐标、选坐标x oy3、找微元(、找微元(dl)4、计算微元在场点处电场强度大小、计算微元在场点处电场强度大小第12页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华5、给出电场强度方向、给出电场强度方向x oyE6、依据不一样情况给出电场强度、依据不一样情况给出电场强度第13页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华第14页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华2、一、一“无限长无限长”圆柱面,其电荷面密
8、度为:圆柱面,其电荷面密度为:=0cos ,式中,式中 为半径为半径R与与x轴所夹角,试求圆柱轴线上一点场轴所夹角,试求圆柱轴线上一点场强强 xyz o第15页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华1、判断带电体类型(不均匀连续面分布、场无对称性)、判断带电体类型(不均匀连续面分布、场无对称性)2、选坐标、选坐标3、找微元、找微元4、计算微元在场点处电场、计算微元在场点处电场 强度大小强度大小xyz o5、给出电场强度方向、给出电场强度方向6、依据不一样情况给出电场强度、依据不一样情况给出电场强度第16页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学
9、理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华oxyEE 第17页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华电场强度和电势计算(场有对称性)电场强度和电势计算(场有对称性)作业作业49设电荷体密度沿设电荷体密度沿x轴方向按余弦规律轴方向按余弦规律分布在整个空间,分布在整个空间,为常量,求:空间电场分布。为常量,求:空间电场分布。第18页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华作业作业52 图示为一均匀带电球层,其电荷体密度为图示为一均匀带电球层,其电荷体密度为,球,球层内表面半径为层内表面半径为R1,外表面半径为,
10、外表面半径为R2。设无穷远处电势为。设无穷远处电势为零,求:空腔内任一点电势。零,求:空腔内任一点电势。oR1R2第19页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院 孙秋华孙秋华作业作业59有两根半径都是有两根半径都是R“无限长无限长”直导线,彼此平行放直导线,彼此平行放置,二者轴线距离是置,二者轴线距离是d(d2R),),单位长度上分别带有单位长度上分别带有电量为电量为+和和-电荷。设两带电导线之间相互作用不影响它电荷。设两带电导线之间相互作用不影响它们电荷分布,试求两导线电势差。们电荷分布,试求两导线电势差。d第20页静电学知识讲座静电学知识讲座 哈尔滨工程大学
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