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高中物理竞赛 电场强度电场叠加原理课件
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这是一份高中物理竞赛 电场强度电场叠加原理课件，共22页。PPT课件主要包含了物理学的基本内容，近代物理学，经典物理学，为什么要学习物理学，爱因斯坦火车，课程内容，上学期，本学期，第五篇电磁学，电磁相互作用及规律等内容，欢迎下载使用。
相对论、量子物理
力、热、声、光、电、磁等的实验现象与经典理论
1. 物理学研究客观物质世界中最基本的规律, 任何自然科学都不能违反物理规律.
2. 有效地训练研究自然科学的方法.
3. 有助于培养和建立辩证的、科学的世界观.
4. 大学物理是大学重要的基础课程, 研究生入学考试的基础课之一.
解释自然, 排除迷信, 谣言止于智者, 成就自信.
培养科学素养, 为学术钻研铺路, 成就人才.
知识联系生活, 启发哲学思考, 成就人生.
读点哲学, 对话于社会; 读点艺术, 对话于自我; 读点物理, 对话于自然.
——施大宁《文化物理》
· 机械振动与机械波(基于机械力学)
· 狭义相对论, 量子力学简介
法拉第的电磁感应定律: 电磁一体
库仑定律: 电荷与电荷间的相互作用
(磁极与磁极间的相互作用)
奥斯特发现电流的磁效应, 安培发现电流与电流间的相互作用规律.
电磁学是物理学第三次大综合的结果
麦克斯韦的电磁场统一理论(19世纪中期)
赫兹在实验中证实电磁波的存在, 光是电磁波.
工业技术上的重要意义: 发电机 电动机 无线电技术等.
静电场恒定磁场变化的电磁场
§9.1 电荷 库仑定律
9.1.1 电荷的量子化
自然界中存在两种电性相反的电荷, 一种是正电荷, 另一种是负电荷.
电荷: 带正电或负电的基本粒子, 或这种粒子所带的电量.
物体带电量为基本电荷的整数倍:
9.1.2 电荷守恒定律
电绝缘系统(不与外界交换电荷)中, 电量的代数和保持不变.
第9章 电荷与真空中的电场
目前公认电子带电的数值是电量的最小单位, 叫做基本电荷或基元电荷.
单位: 库仑 库 (C) 电子 ( e )
该实验结论叫做电荷的量子化, 自然界的普遍规律, 最基本的量子化结论之一.
正电: 正电荷数大于负电荷数负电: 负电荷数大于正电荷数电中性: 正负电荷数量相等
1. 同性相斥, 异性相吸.
带电体相互作用的实验结论
2. 作用力沿两带电体的连线, 以施力体为球极坐标的原点, 则受力体所受的力沿径向: 同性则沿径向向外; 异性则指向原点.
3. 作用力是相互的, 同时存在.
4. 作用力的大小与两者电量绝对值的乘积成正比, 与两者距离平方成反比.
※ 带电体的体积如果可以忽略, 结果如何?
※ 在什么样的坐标系下给出数学描述?
施力电荷指向受力电荷的单位矢量(径向单位矢量).
1. 点电荷: 带电体的直线尺度(线度)远小于其本身与其他带电体之间的距离, 且带电体形状可以忽略时, 该带电体可以视作带电的“点”, 称作点电荷,静电学最基本的理想模型.
9.1.3 真空中库仑定律
点电荷系对某点电荷的静电力等于系内各点电荷单独存在时对该电荷静电力的矢量和.
在连续带电体上选取微量电荷 dQ (电荷元)
作用范围:目前认为在10-15~ 107m
连续带电的物体对附近电荷的静电力求法:
不是积分下限, 表示积分变量的定义域(取值范围).
例9-1. 在氢原子中, 电子与质子的距离约为5.310-11m. 对比它们之间的静电力和万有引力.
§9.2 电场与电场强度
笛卡尔: 靠“以太”传递
法拉第: “场”的概念(1837)
麦克斯韦: 建立电磁场方程, 定量描述场的性质和运动规律.
电场: 存在于电荷周围, 传递电荷与电荷之间相互作用的一种特殊物质.
已知: M =1.6710-27 kg G = 6.6710-11 N·m2·kg-2 m = 9.1110-31 kg
1. 对身处其中的带电体有力的作用, 表明电场具有动量;2. 电场力可以作功, 表明电场具有能量.
都是客观存在;存在形式也都是多样的;遵循质量守恒, 能量守恒, 动量守恒和角动量守恒等规律;既不能创生, 也不能消灭, 只能由一种形式转变为另一种形式.
2. 实物不能达到光速, 场以光速传播;3. 实物受力产生加速度, 场不能被加速;4. 实物具有不可入性, 以间断形式存在, 可以当作参考系; 场具有可入性, 以连续形式存在, 具有可叠加性, 不能当作参考系.
电场与实物的联系: 实物周围存在相关的场, 场传递实物间的相互作用, 场和实物可以相互转化.
※现代物理认为场是更基本的,粒子是场处于激发态的一种表现(正负电子对的产生和湮灭).
1. 实物质量密度大(~1000kg/m3), 场质量密度很小(~10-23kg/m3), 无静止质量;
——描述电场强弱及方向性
场源电荷: 产生电场的点电荷, 点电荷系, 或带电体.
试验电荷: 电量足够小的点电荷.
略去对场源电荷分布的影响
大小: 等于单位试验电荷在该点所受电场力的大小
方向: 正试验电荷的受力方向
单位: N C-1 或 Vm-1
9.2.3 点电荷与点电荷系的 电场强度
1. 点电荷的电场强度
由库仑定律, 试验电荷受力:
反映电场本身的性质, 与试验电荷无关.
均匀电场: 电场强度在某一区域内大小, 方向都相同.
2. 点电荷系的电场强度
点电荷系电场中某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和, 这叫做电场叠加原理.
静电场是空间矢量函数.
相对论、量子物理
力、热、声、光、电、磁等的实验现象与经典理论
1. 物理学研究客观物质世界中最基本的规律, 任何自然科学都不能违反物理规律.
2. 有效地训练研究自然科学的方法.
3. 有助于培养和建立辩证的、科学的世界观.
4. 大学物理是大学重要的基础课程, 研究生入学考试的基础课之一.
解释自然, 排除迷信, 谣言止于智者, 成就自信.
培养科学素养, 为学术钻研铺路, 成就人才.
知识联系生活, 启发哲学思考, 成就人生.
读点哲学, 对话于社会; 读点艺术, 对话于自我; 读点物理, 对话于自然.
——施大宁《文化物理》
· 机械振动与机械波(基于机械力学)
· 狭义相对论, 量子力学简介
法拉第的电磁感应定律: 电磁一体
库仑定律: 电荷与电荷间的相互作用
(磁极与磁极间的相互作用)
奥斯特发现电流的磁效应, 安培发现电流与电流间的相互作用规律.
电磁学是物理学第三次大综合的结果
麦克斯韦的电磁场统一理论(19世纪中期)
赫兹在实验中证实电磁波的存在, 光是电磁波.
工业技术上的重要意义: 发电机 电动机 无线电技术等.
静电场恒定磁场变化的电磁场
§9.1 电荷 库仑定律
9.1.1 电荷的量子化
自然界中存在两种电性相反的电荷, 一种是正电荷, 另一种是负电荷.
电荷: 带正电或负电的基本粒子, 或这种粒子所带的电量.
物体带电量为基本电荷的整数倍:
9.1.2 电荷守恒定律
电绝缘系统(不与外界交换电荷)中, 电量的代数和保持不变.
第9章 电荷与真空中的电场
目前公认电子带电的数值是电量的最小单位, 叫做基本电荷或基元电荷.
单位: 库仑 库 (C) 电子 ( e )
该实验结论叫做电荷的量子化, 自然界的普遍规律, 最基本的量子化结论之一.
正电: 正电荷数大于负电荷数负电: 负电荷数大于正电荷数电中性: 正负电荷数量相等
1. 同性相斥, 异性相吸.
带电体相互作用的实验结论
2. 作用力沿两带电体的连线, 以施力体为球极坐标的原点, 则受力体所受的力沿径向: 同性则沿径向向外; 异性则指向原点.
3. 作用力是相互的, 同时存在.
4. 作用力的大小与两者电量绝对值的乘积成正比, 与两者距离平方成反比.
※ 带电体的体积如果可以忽略, 结果如何?
※ 在什么样的坐标系下给出数学描述?
施力电荷指向受力电荷的单位矢量(径向单位矢量).
1. 点电荷: 带电体的直线尺度(线度)远小于其本身与其他带电体之间的距离, 且带电体形状可以忽略时, 该带电体可以视作带电的“点”, 称作点电荷,静电学最基本的理想模型.
9.1.3 真空中库仑定律
点电荷系对某点电荷的静电力等于系内各点电荷单独存在时对该电荷静电力的矢量和.
在连续带电体上选取微量电荷 dQ (电荷元)
作用范围:目前认为在10-15~ 107m
连续带电的物体对附近电荷的静电力求法:
不是积分下限, 表示积分变量的定义域(取值范围).
例9-1. 在氢原子中, 电子与质子的距离约为5.310-11m. 对比它们之间的静电力和万有引力.
§9.2 电场与电场强度
笛卡尔: 靠“以太”传递
法拉第: “场”的概念(1837)
麦克斯韦: 建立电磁场方程, 定量描述场的性质和运动规律.
电场: 存在于电荷周围, 传递电荷与电荷之间相互作用的一种特殊物质.
已知: M =1.6710-27 kg G = 6.6710-11 N·m2·kg-2 m = 9.1110-31 kg
1. 对身处其中的带电体有力的作用, 表明电场具有动量;2. 电场力可以作功, 表明电场具有能量.
都是客观存在;存在形式也都是多样的;遵循质量守恒, 能量守恒, 动量守恒和角动量守恒等规律;既不能创生, 也不能消灭, 只能由一种形式转变为另一种形式.
2. 实物不能达到光速, 场以光速传播;3. 实物受力产生加速度, 场不能被加速;4. 实物具有不可入性, 以间断形式存在, 可以当作参考系; 场具有可入性, 以连续形式存在, 具有可叠加性, 不能当作参考系.
电场与实物的联系: 实物周围存在相关的场, 场传递实物间的相互作用, 场和实物可以相互转化.
※现代物理认为场是更基本的,粒子是场处于激发态的一种表现(正负电子对的产生和湮灭).
1. 实物质量密度大(~1000kg/m3), 场质量密度很小(~10-23kg/m3), 无静止质量;
——描述电场强弱及方向性
场源电荷: 产生电场的点电荷, 点电荷系, 或带电体.
试验电荷: 电量足够小的点电荷.
略去对场源电荷分布的影响
大小: 等于单位试验电荷在该点所受电场力的大小
方向: 正试验电荷的受力方向
单位: N C-1 或 Vm-1
9.2.3 点电荷与点电荷系的 电场强度
1. 点电荷的电场强度
由库仑定律, 试验电荷受力:
反映电场本身的性质, 与试验电荷无关.
均匀电场: 电场强度在某一区域内大小, 方向都相同.
2. 点电荷系的电场强度
点电荷系电场中某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和, 这叫做电场叠加原理.
静电场是空间矢量函数.
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