17静电场17章摘要.ppt

例：氢原子中电子和质子间的距离 ,质子质量 ，电子质量 ，试比较此两粒子间万有引力和静电力的大小。 库仑定律的适用条件 1. 点电荷 2. 3. 真空 带电粒子在电场中的运动 例7、 一半径为 的球体均匀带正电，体电荷密度为 ，球内有 一半径为 的小球形空腔，空腔中心 点与球心O点相距为a。如 图所示。求空腔内任一点P的场强 并画出腔内电力线分布图。 分析：整个空腔带电体可以看 ）的场叠加。 （密度为 ）的实心球体及半径 成半径为 的均匀带正电荷 为 的均匀带负电荷（密度为 令 则 （1）对于实心球体 ： （2）对于实心球体 ： 同理有 即空腔内为均匀电场，大小为 ，方向沿矢量 方向。 方法说明 本题主要用了“挖补法”，同 时借助数学中的“矢量”，从 而巧妙解答问题。 思考 与路径无关，只与始末位置 有关。 如果场电荷不是点电荷q，而是一个点电荷系， 结果如何呢？ 若点电荷以初速度 射入场强为 的均匀电场中 1.当 与 平行时点电荷做匀变速直线运动 2.当 与 成 角时，点电荷做抛物线运动 图17-11是示波器的竖直偏转系统，加电压于两极板，在两极板间产生 均匀电场 ，设电子质量为 ，电荷为 ，它以速度 射进电场中， 与 垂直。试讨论电子运动的轨迹。 在水平方向电子的运动方程为 在铅直方向电子的运动方程为 + - 电偶极矩在均匀电场中所受力矩 结论：电偶极子在均匀外电场中将受到一个力矩 的作用，力矩力图使电偶极矩的方向转向外电场 的方向 时： S n S n S 1.均匀场强，平面S 电通量 S ds 2.非均匀场强，曲面 说明：对于非封闭曲面，面元的正方向可人为规定，当曲面 　　为封闭曲面时，通常约定其正方向为外法线方向。 闭合曲面的电场强度通量 例1 如图所示 ，有一 个三棱柱体放置在电场强度 的匀强电 场中 . 求通过此三棱柱体的 电场强度通量 . 解 三、高斯定理 1.高斯定理内容与数学表达式 1.高斯定理内容与数学表达式 内容：在真空中，静电场内通过任一闭合曲面（高斯面）的 电通量，等于这个闭合曲面所包围的电荷的代数和除以 。 2.几点说明 说明静电场是有源场， 电场线始于正电荷，终于负电荷。 （2）通过封闭曲面的电通量，由封闭曲面所包围的自由电荷的 多少决定，与曲面外的电荷无关。 （3）曲面内、曲面上任一点的场强是由曲面内外的电荷共同 激发的，与曲面外的电荷及分布有关 + 点电荷位于球面中心 高斯定理的导出 高斯 定理 库仑定律 电场强度叠加原理 + 点电荷在任意封闭曲面内 其中立体角 点电荷在封闭曲面之外 由多个点电荷产生的电场 高斯定理 1）高斯面上的电场强度为所有内外电荷的总电场强度. 4）仅高斯面内的电荷对高斯面的电场强度通量有贡献. 2）高斯面为封闭曲面. 5）静电场是有源场. 3）穿进高斯面的电场强度通量为负，穿出为正. 总 结 3、高斯定理的应用 如图，一点电荷q位于立方体的A角上，则通过abcd面 的E通量 是多少。 a b c d A 先假设点电荷q位于立方体中 心，则通过每一侧面的通量都为总通量 作7个体积相同的立方体， 使A点位于一个大立方体的正中。 所以通过abcd的通量为 例1）求半径为R均匀带电q的球壳所产生电场 的分布。 + + + + + + + + 已知：R、q 求： 解：1）分析对称性 将电荷看成许多成对的点电荷的集合 O R + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 其球内也一样。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 结论： 是以O为中心的球对称电场。在任一球面上电场大小相等，方向沿半径 + + + + + + + + 2）作半径为 的高斯球面 + + + + + + + + S 依高斯定理： 或 + + + + + + + + 3）作半径为