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2014
10-15

自考物理(工)复习指导十

自考物理(工)复习指导十

 第五章 静电场

  从本章起我们开始学习电磁学,按照考试命题要求,电磁学和力学所占分数应在50%以上,而电磁学很显然会占更多的分数,预计会在30分上下。因此电磁学的认真掌握是很重要的,但是这几章内容多,公式复杂,要学好它,必须打实基础,弄清概念,记牢公式,否则可能浪费时间。

  本章的内容是围绕着“静电”及“静电场”展开的,从静电的基本现象起,讨论了静电场,然后引出各种定量的概念,重点是高斯定理、场强的环路定理、电场强度和电势的计算。

  一、静电的基本现象和规律

  自然界存在着两种电荷,正电荷和负电荷。区分的方法是“玻丝正,胶皮负”。

  (识记)一个电子所带的电量e是电荷的最小单元,称为基元电荷。注意基元电荷不是指电子,而是电量,自然界没有任何带电量比它更小带电体了,这个电量的值要记住:1.602×1019C(记忆)

  (识记)物质的电结构:就是物体微观上看是由原子核及电子的不同组合构成的,一般地说,核外电子与核内质子数相等,正负电荷“中和”就显出“不带电”现象,若有电子的转移,及物体失去或获得电子时,物体就会呈现带正电或带负电现象。在孤立系统中电子数是一定的,当电子转移时,就会在失去电子的物体上呈正电,得到电子的物体上呈负电,由于它们是由同样的电子所引来的,因此在量值上应相等。

  (领会)大量实验表明,正负电荷总是同时出现或消失,而且量值相等,因此在孤立系统内,无论进行什么过程,电荷的代数和恒定不变,这就是电荷守恒定律。

  (识记)点电荷相类似于力学系统中的质点概念,当带电体的形状、大小不影响研究问题的结果或可忽略不计时,把带电体抽象为电荷集中于一个几何点的理想化模型。

  (简单应用)库仑定律:这是对静止点电荷相互作用力规律的总结。我们一看到这个描述就想到万有引力的描述(题外话)这个描述也就是一个正比,一个反比,一条连线,容易理解,公式是:那个比例系数,愿意的话,可以记一下:

  真空电容率ε0=8.85×1012C2.N1.m2 (记忆)

  所以这个比例系数1/4πε0=8.99×109=9.0×109N.m2.C2(记忆)

  静电力也有方向,当有n个点电荷同时作用于某一点电荷时,这个静电力就等于每个点电荷单独存在时施于该点电荷的静电力的矢量和。这就是静电力的叠加原理,和力的叠加原理是一致的。

  根据这个定律(公式)应能计算点电荷之间的作用力。

  二、电场 电场强度

  我们知道,力是物体与物体之间的作用,没有物体是不能作用的,哲学上有一条基本观点:即不以人的意志为转移的客观存在就是物质。而场这种看不见摸不着的东西也是一种物质,和不可见光一样,只是因为人的感觉的局限而无法直接观察,但它是存在的。静电场是由静电荷所激发的电场。

  电场中某点的电场强度就是带有单位电量的电荷在该点所受电场力的大小,方向与正电荷在该点所受电场力方向相同。可见电场强度反映了电场在某一点的性质。我们要记住点电荷的电场中场强计算公式:

  电场强度的叠加就是把各个点电荷系产生的电场按照矢量相加的原理进行叠加。

  (综合应用)电场强度矢量的计算,要能计算点电荷的场强、多个点电荷场强的叠加、以及具有简单形状电荷均匀分布的连续带电体的电场中的场强。(书上的例子应当仔细学习)

 

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作者:重庆自考