医用物理-2静电场及其生物电现象.ppt

* * 境自远尘皆入咏 物含妙理总堪寻 第三节 电 势 一、静电场力做功 1、点电荷的静电场力对试探电荷作的功 电场力作功,仅与始末位置有关,与路径无关。 2、任意带电体系（视为点电荷组合）静电场力对试探电荷作的功 在任何静电场中，静电场力做功与路径无关。 结论 3、静电场的环路定理 c d q0沿闭合路径acbda 运动一周,电场力所作的功: 静电场的环路定理（circuital theorem of electrostatic field） 静电场中场强沿任意闭合路径的线积分恒等于零 静电场 有源场 有势场 静电场 二、电势能 电势 1、电势能 则 q0 由 a 移到 b 电场力作的功为： 一般取: 设检验电荷 q0 处于a、 b 两点的电势能分别为： 电荷在静电场中一定位置具有一定的势能,称为电势能。静电场力作的功等于电势能的改变量。 则: 属于 系统 2、电势 单位：V 伏特 静电场中 a 点的电势，在数值上等于单位正电荷在 a 点处系统所具有的电势能。 电势：表征电场性质的物理量，由场源电荷决定，与试探电荷的存在与否无关。 注意： 1、 为标量，可以是正值、负值或零。 2、电势的零点可以任意选取。 3、电势与电势能是两个不同的概念。 4、场强的方向即为电势的降落方向。 说明： 3、电势差 静电场中 a 、b 间的电势差，等于将单位正电荷从 a 点移至 b 点电场力所作的功。 三、电势叠加原理 1.点电荷的电势分布 q a 2.带电体系的电势分布 电势叠加原理 （点电荷系） （连续带电体） [例题] 求均匀带电圆环轴线上任一点 p 的电势。 已知圆环半径为 a ，带电量为 Q。 P x x a r dl 解： （1）由电势叠加原理得 （2）由定义法 讨论 解：由高斯定理求出场强分布 补充例题：求均匀带电球壳（面）的电势分布，已知R，Q 。 由定义:(1) (2) 四、场强与电势的关系 1.等势面 静电场中电势相等的点所连成的曲面，称为等势面。 规定任何两个相邻曲面间的电势差值都相等。 点电荷的等势面 点电荷的等势面 在静电场中，电荷沿等势面移动时，电场力做功为零。 在静电场中，电场强度总是与等势面垂直的， 即电场线是和等势面簇正交的曲线簇. 点电荷的等势面 按规定，电场中任意两相邻等势面之间的电势差相等，即等势面的疏密程度同样可以表示场强的大小． 2.场强与电势的关系 电场中某一点的场强沿任一方向的分量等于这一点的电势沿该方向的方向导数的负值。 b a ? 为电势梯度，记为 1 2 *