同学们好！本篇特点：2.场不具有不可入性，所以叠加原理地位重要。3.更多地运用高等数学手段，如用求空间矢量的通量和环流的
方法
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来描述场的规律。第四篇电磁学4.在四种基本相互作用中，电磁相互作用理论最成熟,所以电磁相互作用和电磁场是全篇重点。5.电相互作用是电磁学的基础，也是重点和难点。第9章静电场§9.1电荷和库仑定律§9.2电场和电场强度§9.3静电场的高斯定理及其应用（研究静电场的基本性质及与导体、电介质的相互作用）§9.4静电场的环路定理电势§9.5电场强度与电势的关系§9.6静电场和物质的相互作用§9.7导体的电容§9.8静电场的能量要点：原子是电中性的，原子核中的中子不带电、质子带正电、核外电子带负电，并且所带电量的绝对值相等。自然界中有两种电荷：正电荷、负电荷一、电荷密立根（R.A.millikan）用液滴法测定了电子电荷，电子是自然界中存在的最小负电荷，1986年的推荐值为：e=1.60217733×10-19C电荷量子化是个实验规律实验证明微小粒子带电量的变化是不连续的，它只能是元电荷e的整数倍,即粒子的电荷是量子化的：Q=ne;（n=1,2,3,…）§9.1电荷和库仑定律二.库仑定律引入真空电容率：解（微观领域中,万有引力比库仑力小得多,可忽略不计.）实验证明：两点电荷间相互作用力不因其它电荷的存在而改变。二.电场力叠加原理▲点电荷系对某点电荷的作用等于系内各点电荷单独存在时对该电荷作用的矢量和。三.静电场1.“场”概念的建立和发展18世纪：力的超距作用思想风行欧洲大陆。▲20世纪：爱因斯坦：相对论树立了“场”的实在地位质能关系揭示出实物与场不能截然划分。场本身参与能量和动量交换，是物质存在的基本形式之一。2.静电场：相对于观察者静止的带电体周围的电场(1)场中任何带电体都受电场力作用——动量传递(2)带电体在电场中移动时，场对带电体做功——能量传递§9.2电场强度一.电场强度Why?静电场强叠加原理：点电荷系电场中某点总场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强矢量和。③电场强度的单位：N/c或V/m④电场强度是空间位置的函数：①电场强度是反映电场性质的物理量，与引入到电场中的电荷q0无关。②电场强度是矢量，方向为正电荷在该处所受电场力的方向。*关于电场强度的讨论：球对称性例一电偶极子的电场是由电介质极化，电磁波的发射、接收，中性原子间相互作用……总结出的理想模型.1.轴线延长线上A的场强A点在延长线左边（靠近-q方），情况怎么样？2.中垂面上B的场强讨论：1)棒延长线上一点2)对中垂线上的点？3)对靠近直线的点即理想模型—无限长带电直线场强公式：例三.均匀带电细圆环轴线上的电场已知:q,R场点p(x),求：由对称性可知§9.3高斯定理及应用一.电场线定量研究电场：对给定场源电荷求出分布函数定性描述电场整体分布：电场线方法实例总结电场线特点(性质)１.电场线起始于正电荷（或无限远处），终止于负电荷（或无限远处），不会在没有电荷处中断；2.在没有点电荷的空间，任何两条电力线不会相交；3.电场线不形成闭合曲线。静电场中的电场线性质： 二、电通量:通过电场中某一曲面的电场线的总条数叫做通过该面的电通量,用表示。①均匀电场S与电场强度方向垂直②均匀电场，S法线方向与电场强度方向成角③电场不均匀，S为任意曲面④S为任意闭合曲面
规定
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：dS正方向为曲面上由内向外的法线方向。通过封闭曲面的电通量:规定：封闭曲面外法向为正1）曲面为以电荷为中心的球面2）曲面为包围电荷的任意封闭曲面找一个以电荷为中心的球面3）曲面为不包围电荷的任意封闭曲面结论：练习3：请总结穿过静电场中任意封闭曲面的电通量与空间电荷分布的关系。1.式中各项的含义2.揭示了静电场中“场”和“源”的关系 高斯定理是库仑定律和场强叠加原理的结果； 库仑定律和高斯定理是用不同形式来表明场源电荷和电场分布关系的规律； 对于运动电荷的电场，库仑定律失效而高斯定理仍然成立。4.利用高斯定理可方便求解具有某些对称分布的静电场高斯面的选择是任意的（但所求电场的点在高斯面上）原则：使待求的E能移到高斯定理的积分号外①场源电荷为均匀带电球面、均匀带电球体、同心的均匀带电导体球壳等，则电场的分布具有球对称性；②场源电荷为无限大均匀带电平板、薄平面等，则电场的分布具有面对称性；③场源电荷为无限长均匀带电直线、均匀带电直圆柱面、直圆柱体或同轴导体圆筒等，则电场的分布具有柱对称性。[练习]关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：(A)如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零。(B)如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷。(C)如果高斯面上E处处不为零，则高斯面内必有电荷。(D)如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电通量必不为零。(E)高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场。××××√四高斯定理的应用其步骤为 对称性
分析
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； 根据对称性选择合适的高斯面； 应用高斯定理计算.（用高斯定理求解的静电场必须具有一定的对称性）[例一]求均匀带电球体（q、R）的电场分布1、对称性分析带电球体2、确定高斯面3、由高斯定理求电场：即：练习：高斯面：半径r的同心球面对称性分析：方向与带电直线垂直。讨论：对称性分析：视为无限长均匀带电直线的集合；选高斯面：同轴圆柱面由高斯定理计算无限长均匀带电柱面()的电场分布当带电直线不能视为无限长，或者电场分布不具有对称性时，能否用高斯定理求电场分布？如果不能，是否意味着高斯定理失效？讨论：无论空间电荷如何分布，无论所选择的封闭曲面形状如何，高斯定理对电场总是成立的。如何构成封闭的高斯面？结论：1.无限大带电平面产生与平面垂直的均匀电场总结：由高斯定理求电场分布的步骤1.由电荷分布的对称性分析电场分布的对称性。均匀带电球体均匀带电球面
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