2020年高中物理竞赛-电磁学篇（电磁场理论）02宏观电磁场的基本规律：电荷与电流(共14张PPT)

电磁场理论 Electromagnetic Theory 2020高中物理竞赛 （电磁学篇） 主要内容： 宏观电磁现象的实验定律 真空中的Maxwell方程组 介质的极化和磁化 介质中的Maxwell方程组 电磁场的边界条件 第二章 宏观电磁场的基本规律 §2.1 电荷与电流 1 电荷守恒定律 宏观实验表明：一个孤立系统的电荷总量是保持不变的，即在任何时刻，系统中的正电荷与负电荷的代数和保持不变。称之为电荷守恒定律。电荷守恒定律表明，如果孤立系统中某处在一个物理过程中产生（或消灭）了某种符号的电荷，那么必有相等量的异号电荷伴随产生（或消灭）；如果孤立系统中总的电荷量增加（或减小），必有等量的电荷进入（或离开）该孤立系统。 单位时间内，通过界面 进入V内部的电荷量为： 该电荷量等于V内单位时 间内的电荷增加量，即： V s n J §2.1 电荷与电流 孤立系统 §2.2 Coulomb定律与静电场 1 Coulomb定律 真空中任意两个静止 点电荷q1 和q2之间 作用力的大小与两电 荷的电荷量成正比， 与两电荷距离的平方 成反比；方向沿q1 和 q2连线方向，同性电 荷相互排斥，异性电 荷相互吸引。 实验还证明，真空中多 个点电荷构成的电荷体 系，两两间的作用力， 不受其它电荷存在与否 的影响。多个电荷体系 中某个电荷受到的作用 力是其余电荷与该电荷 单独存在时作用力之矢 量代数和，满足线性叠 加原理。 §2.2 Coulomb定律与静电场 qi 2 电场强度 实验证明，任何电荷在其所在空间激发出对置于其中的电荷有力作用的物理量，称为电场。由静止电荷激发的电场称为静电 场。人们正是通过对电磁中电荷受力的特 性认识和研究电场的。电荷之间的作用力 是通过电场来传递的。因此电场对电荷的 作用力可以用于定义电场。 §2.2 Coulomb定律与静电场 空间某点的电场强度定义为置于该点的单位 点电荷（又称试验电荷）受到的作用力： 根据上述定义很容易得到真空中静止点电荷 q激发的电场为： §2.2 Coulomb定律与静电场 如果电荷是连续分布，密度为 。它在空间 任意一点产生的电场为： §2.2 Coul