大学物理电磁学课件ppt12356

《大学物理电磁学》课程是物理学的重要组成部分，主要研究电荷间的相互作用和电场的性质。本课件重点介绍了库仑定律以及电场强度的概念。 1. **库仑定律**：1785年，法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·库仑提出了电荷之间的相互作用规律，即库仑定律。该定律表明，在真空中两个静止的点电荷之间的作用力与它们各自电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，且同性相斥，异性相吸。数学表达式为： \( F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q_1q_2}{r^2} \) 其中，\( F \) 是库仑力，\( q_1 \) 和 \( q_2 \) 是两个电荷，\( r \) 是它们之间的距离，\( \epsilon_0 \) 是真空介电常数，也称为真空电容率。 2. **电荷守恒定律**：电荷总量在任何封闭系统内都是恒定的，不能被创造或消灭，只能从一个地方转移到另一个地方。这是自然界的基本定律之一。 3. **电场强度**：电场强度是用来描述电场强弱和方向的物理量。对于点电荷，电场强度的计算公式为： \( E = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q}{r^2} \) 对于连续带电体，如均匀带电直线、圆环和圆面等，可以通过积分来求得电场强度。电场强度的方向总是指向正电荷受力的方向。 4. **场强叠加原理**：多个电荷产生的电场强度是各个单独电荷产生的电场强度的矢量和。这意味着电场可以像力一样进行叠加。 5. **电偶极子**：由两个相距很近、电量相等但符号相反的点电荷组成的系统称为电偶极子。电偶极矩 \( \mathbf{p} \) 是电偶极子电量乘以两个电荷中心的距离，表示电偶极子的电矩。 6. **电场线**：电场线是用来形象化电场分布的曲线，其方向表示电场强度的方向，线的疏密表示电场强度的大小。电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷，或者延伸到无穷远。 通过学习这部分内容，学生将理解电荷间相互作用的本质，掌握电场强度的计算方法，以及如何运用这些理论去分析实际的电磁现象，例如带电体周围的电场分布、电容器的工作原理等。此外，对电场线的理解有助于形象地描绘电场的结构，使抽象的电磁学概念变得更加直观易懂。