电磁学教学课件电子教案全套课件一.pptx

关于导体边值问题的两类问题给定导体系中各个导体的总电量Qk，求解空间电场分布，（有时也要求各导体的电荷分布）给定导体系中各导体的电势Uk，求解空间电场分布在一定的边值条件下求解静电场的分布称为静电场的边值问题

论证电量给定时(a)总电量为零的孤立导体，可能出现非零的面电荷分布吗？答：否！（反证法）若其上出现正面电荷——必然会有负面电荷分布，从左边看导体电势为正，从右边看，导体电势为负——自相矛盾电量为零的孤立导体，面电荷密度处处为零

从A、B间的电力线方向看（b)各导体带电量为零的导体系（非孤立），可能出现非零的面电荷分布吗？答：否！电力线无出路结论：零电量的导体系必然是零电荷分布矛盾！

论证给定电量时的唯一性定理对孤立导体（依据a、b）若存在两种不同的电荷分布(不唯一)，即均满足静电平衡条件，则两种状态相减也是平衡状态电荷分布是唯一的对导体系有相同的结论：当导体系中各个导体的总电量给定，则满足平衡条件的电荷分布是唯一的——空间电场分布也是唯一的；

论证：电势给定时(c)孤立接地导体，可能带电量吗？答：否！（反证）接地—电势为零，若带电量，必发射或吸收电力线，与零电势矛盾。结论：孤立的零电势的导体，其面电荷密度处处为零；零电势的导体系必然是零电荷分布。

论证给定电势

时的唯一性定理对孤立导体：给定其电势U，若存在两种电荷分布，相减必然得一U’=0的平衡状态，根据孤立零电势的导体，——电荷分布唯一对导体系：有同样的结论

第一章?静电场教材：《新概念物理学》电磁学赵凯华、陈熙谋

§1.库仑定律p711-1、4以库仑定律为例说明：一个物理定律建立本身就是物理学取得很大进展的标志物理定律具有丰富、深刻的内涵和外延对于基本定律，我们究竟从那些方面考察？****.2.

物理定律建立的一般过程观察现象；提出问题；猜测答案；设计实验测量；归纳寻找关系、发现规律；形成定理、定律（常常需要引进新的物理量或模型，找出新的内容，正确表述）；考察成立条件、适用范围、精度、理论地位及现代含义等。****.2.

一.库仑定律的建立Franklin首先发现金属小杯内的软木小球完全不受杯上电荷的影响;在Franklin的建议下，Priestel做了实验——提出问题****.2.

猜测答案现象与万有引力有相同规律由牛顿力学可知：球壳对放置在壳外的物体有引力，而放置在球壳内任何位置的物体受力为零。类比：电力与距离平方成反比（1766年做的实验，未被重视）****.2.

设计实验1769年Robison首先用直接测量方法确定电力定律，得到两个同号电荷的斥力两个异号电荷的引力比平方反比的方次要小些。（研究结果直到1801年发表才为世人所知）****.2.

Cavendish实验1772年Cavendish遵循Priestel的思想设计了实验“验证电力平方反比律”，如果实验测定带电的空腔导体的内表面确实没有电荷，就可以确定电力定律是遵从平方反比律的即他测出不大于0.02（未发表，100年以后Maxwell整理他的大量手稿，才将此结果公诸于世。****.2.

1785年Coulomb测出结果精度与十三年前Cavendish的实验精度相当库仑是扭称专家;电斥力——扭称实验，数据只有几个，且不准确（由于漏电）——不是大量精确的实验；电引力——单摆实验得电引力单摆周期正比于距离与万有引力单摆周期类比，得****.2.

库仑定律的表述p5在真空中，两个静止的点电荷q1和q2之间的相互作用力大小和q1与q2的乘积成正比，和它们之间的距离r平方成反比；作用力的方向沿着他们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。****.2.

k是引进单位制后引入的常数。讨论****.2.

上述公式并非都是大量实验的结果，是在事实基础上理性思维的结果。如力的方向：分析点电荷受力：只能沿联线，否则空间旋转180°就不对称了注意****.2.

成立条件、适用范围、精度条件：静止、真空、点电荷

静止：点电荷相对静止，且相对于观察者也静止该条件可以拓宽到静源——动电荷，不能延拓到动源——静电荷？因为作为运动源，有一个推迟效。问题：上述结论是否与牛顿第三定律矛盾？结果合理吗？****.2.

被作用者静止，满足牛三被作用者运动，由于推迟势，不满足牛三看上去与牛三矛盾实际上正说明电荷间有第三者——场，前者电荷静止，场的动量不变——作用力对等后者场的动量发生变化，作用力不对等将场包含进去，依然满足牛顿第三定律****.2.

真空条件作用：为了除去其他电荷的影响，使两个点电荷只受对方作用。如果真空条件破坏会如何？——不仅只有两个电荷；总作用力比真空时