大学物理 静电场1.pptVIP

r高斯面场强§9-2高斯定理3.均匀带电球体电场强度分布曲线场强E§9-2高斯定理例求均匀带电的球壳内外的场强分布。设球壳半径为R，所带总电量为Q。解：场源的对称性决定着场强分布的对称性。它具有与场源同心的球对称性。故选同心球面为高斯面。场强的方向沿着径向，且在球面上的场强处处相等。当高斯面内电荷为Q，所以当高斯面内电荷为0高斯面高斯面均匀带电球壳结果表明：均匀带电球壳外的场强分布正像球面上的电荷都集中在球心时所形成的点电荷在该区的场强分布一样。在球面内的场强均为零。【思考】一对同心放置的均匀带电球壳，带电量分别为Q和–Q，空间电场分布如何呢？【例】求无限长均匀带电圆柱面的电场。已知λ（λ为沿轴线方向单位长度带电量）解：r高斯面lE=0=0§9-2高斯定理E高斯面lr§9-2高斯定理=0=0思考:立方体边长a,q位于中心或位于一顶点时通过每一面的通量.思考:均匀带电球体空腔部分的电场,球半径为R,在球内挖去一个半径为r（rR）的球体.试证:空腔部分的电场为匀强电场,并求出该电场.补缺法§9-2高斯定理静电场是有源场场的性质特征?场的涡旋场的源静电场高斯定理§9-3静电场的环路定理电势1.静电场力作功的特点①点电荷q的电场一.静电场的环路定理circuitaltheorem点电荷电场力做功只与始末位置有关，与路径无关。②任意电荷的电场（视为点电荷组）结论：静电场力做功只与始末位置有关，与路径无关，静电场力为保守力，静电场是保守场。abL??q0L2L12.静电场的环路定理静电场的环路定理：静电场电场强度沿任一闭合曲线的线积分（电场强度的环流）等于零，静电场为无旋场。§9-3静电场的环路定理电势静电场是有源场环路定理场的性质特征静电场是无旋场场的涡旋场的源静电场高斯定理二.电势能electricpotentialenergy1.定义：重力场静电场△hEpaAEpbB电荷在电场中具有的与位置有关的能量WbWa§9-3静电场的环路定理电势①静电场力的功等于电势能增量的负值。电势能数值上等于将q0从a点移到无限远电场力做的功。②通常取无穷远处为电势能的零点。2.讨论：三.电势electricpotential1.电场中a点电势：2.讨论：①电势是反映电场性质的量，与q0无关。④电势与电势能一样具有相对意义。②电势是标量，单位为伏特。③把单位正电荷从a点移到无限远电场力做的功四.电势差electricpotentialdifference1.电场中两点的电势差：2.讨论：②电势差具有绝对意义，和参考点的选择无关。①Uab等于将单位正电荷从a点沿任意路径移至b点电场力所作的功。例求均匀带电细线的延长线上距其一端为d处的场强。线长为l，带电荷量为q。解：长为dx的电荷元dq在P点产生的元场强lddxxdEP·qdq=λdx大小各元场强方向相同P点的总场强方向:带正电向外,带负电指向细棒例均匀带电圆环轴线上的场强分布。设圆环半径为R，带电荷量为q。解：圆心为原点，轴线上P点距圆心为x，圆环上任一线电荷元dq=λdldq′产生的元场强dE′合场强沿轴向dE′与dE大小相等E=Ex讨论：当x=0时，E=0当x＞＞R时，当x=0时，E=0将圆盘看成是由半径不同的一系列圆环组成的，对于半径为r的带电圆环，可用前面求出的均匀带电圆环轴线上的场强分布的公式均匀带电圆盘轴线上的场强分布方向:轴向圆盘轴线上的电场(积分上式可得)③静电场电场线不闭合②电场线不相交①始于正电荷,止于负电荷，不会在没有电荷处中断2.特征：②其疏密就是场强大小在与电场强度垂直的单位面积上穿过的电场线的条数等于电场强度的大小①其切向就是场强方向1.定义：在电场中人为做的有方向的曲线电场线electricfieldline点电荷的电场线正点电荷+负点电荷