《电磁学》总结和检查1——静电学部分.doc

总结和检查
第一章静电场的基本规律
本章研究真空中相对观察者静止的、数量不随时间改变的电荷产生的电场。
一、静电场的研究是以两条基本实验定律为基础的。把它们的内容简要地填写出来。
1)库仑定律:
2)叠加原理:
二、电场强度和电势是描述静电场性质的两个重要物理量。
1)从电场强度的定义式,能否说,某点的场强与试探电荷所受的力成正比,而与其电量成反比?怎样理解才正确?
2)从电势的定义式(为参考点,即出发,理解以下两种说法的一致性:电场中某点的电势等于(1)将单位正点荷由该点移到参考点时电场力所作的功;(2)电场强度从该点到参考点的线积分。
问题:怎样选电势的参考点?
讨论:
①在与面电荷密度为的无限大均匀带电平面相距为处有一点电荷,求点电荷到平面垂线中点处的电势。
有人用电势叠加法计算点的电势:
=
以上计算是否正确?说明理由。
②在无限大带电平面和无限长带电直线的电场中,能否选无限远处为电势零点?为什么?
3)电势差和电势有什么区别和联系?
4)电场强度和电势密切联系:
积分关系:表示一点的电势与积分路径上的有关。
微分关系:表示一点的场强与该点电势的空间变化率有关。
讨论:
讲义思考题:; ;;
三、高斯定理和环路定理是描述电场性质的两条重要定理
1)高斯定理
①对讲义中()关于高斯定理推证的方法、步骤应有较深刻的理解。
②讨论以下问题,以加深对高斯定理的理解
㈠讲义思考题:
㈡高斯定理指的是“任意闭合曲面”,但利用高斯定理求场强时,所做的高斯面都是有一定对称几何形状的面。这应怎样理解?
㈢三个相等的点电荷置于等边三角形的三个顶点上。以三角形的中心O为球心作一球面S包围这三个电电荷,能否用高斯定理求出其场强的分布?对S面高斯定理是否成立?
2)环路定理
㈠环路定理是从静电场的保守性(有势性)推出的。在静电场中,电场力所做的功只与运动电荷的始末位置有关,与其运动的具体路径无关。静电场的这种性质叫保守性(有势性)。
㈡对环路定理的内容和物理意义应有较深刻的理解。
四、为了形象描述静电场的分布,引入了电场线和等势面的概念。
1)什么是电场线?电场中真的存在电场线吗?
2)电场线的两个基本性质?
电场线的两个性质在一定程度上是静电学的两个基本定理(高斯定理和环路定理的形象体现。在第二章中,我们将用电场线这一形象工具定性的解决实际问题。
3)电场线和等势面的关系
五、计算和分布的方法:
1)求的分布,有三种方法:
㈠利用点电荷的场强公式和场强的叠加原理(矢量叠加!)
㈡利用高斯定理
㈢利用和的微分关系
2)求的分布,有两种方法:
㈠用电势的定义:先求,再由求
(电势差:)
㈡利用点电荷的电势公式和电势的叠加原理(标量叠加!)
练习: