2013年4月自考《物理(工)》串講第五章(1)

更新時間：2013-04-04 08:53:53 來源：|0

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摘要 2013年4月自考《物理(工)》串講第五章(1)

　　第五章靜電場

　　從本章起我們開始學(xué)習(xí)電磁學(xué)，按照考試命題要求，電磁學(xué)和力學(xué)所占分?jǐn)?shù)應(yīng)在50%以上，而電磁學(xué)很顯然會占更多的分?jǐn)?shù)，預(yù)計會在30分上下。因此電磁學(xué)的認(rèn)真掌握是很重要的，但是這幾章內(nèi)容多，公式復(fù)雜，要學(xué)好它，必須打?qū)嵒A(chǔ)，弄清概念，記牢公式，否則可能浪費時間。

　　本章的內(nèi)容是圍繞著“靜電”及“靜電場”展開的，從靜電的基本現(xiàn)象起，討論了靜電場，然后引出各種定量的概念，重點是高斯定理、場強(qiáng)的環(huán)路定理、電場強(qiáng)度和電勢的計算。

　　一、靜電的基本現(xiàn)象和規(guī)律

　　自然界存在著兩種電荷，正電荷和負(fù)電荷。區(qū)分的方法是“玻絲正，膠皮負(fù)”。

　　(識記)一個電子所帶的電量e是電荷的最小單元，稱為基元電荷。注意基元電荷不是指電子，而是電量，自然界沒有任何帶電量比它更小帶電體了，這個電量的值要記住：1.602×1019C(記憶)

　　(識記)物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：就是物體微觀上看是由原子核及電子的不同組合構(gòu)成的，一般地說，核外電子與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相等，正負(fù)電荷“中和”就顯出“不帶電”現(xiàn)象，若有電子的轉(zhuǎn)移，及物體失去或獲得電子時，物體就會呈現(xiàn)帶正電或帶負(fù)電現(xiàn)象。在孤立系統(tǒng)中電子數(shù)是一定的，當(dāng)電子轉(zhuǎn)移時，就會在失去電子的物體上呈正電，得到電子的物體上呈負(fù)電，由于它們是由同樣的電子所引來的，因此在量值上應(yīng)相等。

　　(領(lǐng)會)大量實驗表明，正負(fù)電荷總是同時出現(xiàn)或消失，而且量值相等，因此在孤立系統(tǒng)內(nèi)，無論進(jìn)行什么過程，電荷的代數(shù)和恒定不變，這就是電荷守恒定律。

　　(識記)點電荷相類似于力學(xué)系統(tǒng)中的質(zhì)點概念，當(dāng)帶電體的形狀、大小不影響研究問題的結(jié)果或可忽略不計時，把帶電體抽象為電荷集中于一個幾何點的理想化模型。

　　(簡單應(yīng)用)庫侖定律：這是對靜止點電荷相互作用力規(guī)律的總結(jié)。我們一看到這個描述就想到萬有引力的描述(題外話)這個描述也就是一個正比，一個反比，一條連線，容易理解，公式是：那個比例系數(shù)，愿意的話，可以記一下：

　　真空電容率ε0=8.85×1012C2.N1.m2 (記憶)

　　所以這個比例系數(shù)1/4πε0=8.99×109=9.0×109N.m2.C2(記憶)

　　靜電力也有方向，當(dāng)有n個點電荷同時作用于某一點電荷時，這個靜電力就等于每個點電荷單獨存在時施于該點電荷的靜電力的矢量和。這就是靜電力的疊加原理，和力的疊加原理是一致的。

　　根據(jù)這個定律(公式)應(yīng)能計算點電荷之間的作用力。

　　二、電場電場強(qiáng)度

　　我們知道，力是物體與物體之間的作用，沒有物體是不能作用的，哲學(xué)上有一條基本觀點：即不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀存在就是物質(zhì)。而場這種看不見摸不著的東西也是一種物質(zhì)，和不可見光一樣，只是因為人的感覺的局限而無法直接觀察，但它是存在的。靜電場是由靜電荷所激發(fā)的電場。

　　電場中某點的電場強(qiáng)度就是帶有單位電量的電荷在該點所受電場力的大小，方向與正電荷在該點所受電場力方向相同?？梢婋妶鰪?qiáng)度反映了電場在某一點的性質(zhì)。我們要記住點電荷的電場中場強(qiáng)計算公式：

　　電場強(qiáng)度的疊加就是把各個點電荷系產(chǎn)生的電場按照矢量相加的原理進(jìn)行疊加。

　　(綜合應(yīng)用)電場強(qiáng)度矢量的計算，要能計算點電荷的場強(qiáng)、多個點電荷場強(qiáng)的疊加、以及具有簡單形狀電荷均勻分布的連續(xù)帶電體的電場中的場強(qiáng)。(書上的例子應(yīng)當(dāng)仔細(xì)學(xué)習(xí))

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