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大学物理-多媒体课件-01静止电荷的电场CONTENTS•引言•电场的基本概念•静止电荷的电场•电场的物理性质•静止电荷电场的计算方法•静止电荷电场的实际应用01引言课程背景物理学是一门研究物质的基本性质、结构以及运动规01律的自然科学电场是物理学中的一个重要概念,静止电荷的电场是02电场研究的基础通过学习静止电荷的电场,学生可以深入理解电场的03性质和作用,为后续学习电磁学打下坚实的基础课程目标掌握电场的基本概念和性质理解静止电荷的电场分布和特点学习如何应用电场的知识解决实际问题02电场的基本概念电场定义总结词电场是由静止电荷或运动电荷在空间中激发的特殊物质,对其中放入的电荷有力的作用详细描述电场是由电荷产生的,无论是静止的还是运动的,都可以在空间中激发出电场电场是一种特殊的物质,虽然我们无法直接看到,但它对放入其中的电荷具有力的作用这个力就是库仑力电场线总结词电场线是用来描述电场分布的假想曲线,其上的每一点表示该点的电场强度大小和方向详细描述电场线是人为引入的,用于形象地描述电场的分布这些线是假想的,并非真实存在的,但它们在描述电场时非常有用在电场线上,每一点的切线方向就是该点的电场方向,而线的疏密程度则表示了电场强度的大小电场强度总结词电场强度是描述电场力的物理量,表示单位电荷在电场中所受的力详细描述电场强度是用来描述电场对电荷作用力的物理量它表示了单位电荷在电场中所受的力在国际单位制中,电场强度的单位是牛[顿]每库[仑],符号为N/C在电场中某一点,电场强度的大小和方向是确定的,与放入该点的电荷无关,只与产生该电场的电荷有关03静止电荷的电场点电荷的电场点电荷的电场强度点电荷周围的电场强度与电荷的位置有关,根据库仑定律,点电荷在空间某点产生的电场强度大小与该点到点电荷的距离的平方成反比电场线电场线是描述电场分布的几何图形,从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远处,电场线的疏密程度反映了电场强度的相对大小电场叠加原理电场的叠加当空间存在多个点电荷时,它们的电场是相互叠加的,叠加后的总电场等于各个点电荷单独存在时产生的电场的矢量和线性叠加对于线性叠加原理,如果一个矢量函数在空间某点可以表示为多个矢量函数的和,则这些矢量函数的线性组合在该点产生的效应等于各个矢量函数在该点产生的效应之和电场的几何表示等势面等势面是电势相等的点的集合,等势面上的电势差处处相等电场强度的方向电场强度的方向与正电荷在该点所受的力方向相同,负电荷所受的力方向相反04电场的物理性质电场对带电粒子的作用力库仑定律描述点电荷之间的作用力与电荷量、距离的关系电场力带电粒子在电场中受到的力,与电场强度成正比,与粒子所带电荷量成正比电场力方向与电场强度方向相同,由正电荷指向负电荷电场对电介质的作用力极化强度描述电介质极化程度的物理量,与电场强度成正比电极化现象电场对电介质的作用使其正负电荷中心发生相对位移,产生极化现象介电常数描述电介质极化能力的物理量,与电场强度和极化强度的关系电场的能量性质电场能量密度描述电场中能量的分布情况,与电场强度的平方成正比电容描述电容器储存电荷的能力,与电场能量密度和介电常数的关系静电场能量守恒在无外力作用的情况下,静电场的能量守恒,即无能量损失05静止电荷电场的计算方法高斯定理总结词详细描述高斯定理是描述电荷产生的电场分布的高斯定理是静电场的基本定理之一,它表重要定理,它指出通过任意闭合曲面的明电场线总是从正电荷出发,终止于负电电场强度通量等于该闭合曲面内所包围VS荷,或者穿过不带电的区域通过应用高的电荷量斯定理,可以计算出任意形状的带电体的电场分布微分形式的电场强度公式总结词详细描述微分形式的电场强度公式是描述电场分布的根据库仑定律,两个点电荷之间的作用力与基本公式之一,它给出了电场强度与电荷密它们的电场强度成正比微分形式的电场强度的关系度公式表示在任意点附近的电场强度与该点的电荷密度有关通过求解微分方程,可以得到电荷产生的电场分布积分形式的电场强度公式总结词详细描述积分形式的电场强度公式是另一种描述电场积分形式的电场强度公式是通过将电荷分布分布的公式,它通过积分来计算整个电荷分分成许多小的部分,然后分别计算每个部分布产生的电场的电场,最后将它们相加得到整个电荷分布产生的电场这种方法适用于计算复杂形状的带电体的电场分布06静止电荷电场的实际应用电场在静电除尘中的应用静电除尘利用电场对悬浮颗粒物的吸引作用,使颗粒物在电场中移01动并收集到集尘器中,从而达到净化空气的目的0203静电除尘的优点静电除尘的局限性对微小颗粒物有较高的去除效率,处理设备成本较高,耗能较大,且对大颗风量大,可降低空气污染物的排放粒物的去除效果不佳电场在静电喷涂中的应用静电喷涂的优点涂料利用率高,涂层均匀,色泽鲜静电喷涂艳,对复杂形状的被涂物有良好的适应性利用电场对带电粒子产生的作用力,使涂料微粒在电场中定向移动并沉积到被涂物表面,形成均匀的涂层静电喷涂的局限性对涂料的质量要求较高,涂层质量受电场强度和分布的影响较大电场在电子束聚焦中的应用电子束聚焦电子束聚焦的优点电子束聚焦的局限性利用电场对电子的约束和聚焦作高能量密度、高精度、高灵敏度需要高真空条件,设备成本和维用,使电子束在真空条件下汇聚护成本较高,且对束流稳定性要成极细的束斑,用于材料加工、求严格电子显微镜等领域谢谢您的聆听THANKS。