九静电场.ppt

1）高斯面上的场强由面内外所有电荷共同产生。 4）仅高斯面内的电荷对穿过高斯面的电通量有贡献。 2）高斯面为假想的任意封闭曲面。 3）穿出高斯面的电通量为正，穿入为负，导致面 外电荷对高斯面的通量无贡献。 总 结 5）通量与面内外电荷位置无关，与高斯面的形状无关。 在点电荷 和 的静电场中，做如下的三个闭合面 求通过各闭合面的电通量 . 讨论 将 从 移到 点 电场强度是否变化？ 穿过高斯面 的 有否变化？ * 例：如图，均匀电场 中有一半径为R的半球面，求通过半球面的电场强度通量。 解： R 位于中 心 q 过每一面的通量 q 1．立方体边长 a，求 位于一顶点 q 移动两电荷对场强及通量的影响 2．如图　讨论 ( P169 2 ) 四 高斯定理的应用 3 步骤： 对称性分析（线、面、体对称）:利用场强叠加原理，定性了解 大小和方向。 选择合适的高斯面（θ=0°，90°，180°） 应用高斯定理计算 2 条件：场源电荷分布具有高度对称性，以至于其产生 的静电场必须也具有高度对称性） 1 作用：用来求电场强度 重 点 2）无限长均匀带电线、圆柱面、圆柱体、同心柱面 1）均匀带电球面、同心球面、球体 3）无限大均匀带电面、薄板 4）均匀带电球体空腔部分的电场 4 具体应用对象： + + + + + + + + + + + + 例1 均匀带电球壳的电场强度 解（1） （2） + + + + + 例2 无限长均匀带电直线的电场强度 选取闭合的柱形高斯面 无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为 ，求距直线为 处的电场强度. 对称性分析：轴对称 解 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 例3 无限大均匀带电平面的电场强度 无限大均匀带电平面，单位面积上的电荷，即电荷面密度为 ，求距平面为 处的电场强度. 选取闭合的柱形高斯面 对称性分析： 垂直平面 解 底面积 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 是否可取长（立）方体高斯面？ 讨 论 无限大带电平面 的电场叠加问题 9-4 静电场环路定理 电势 一 静电场力所做的功 点电荷的电场 任意电荷的电场（视为点电荷的组合） 试验电荷在任意给定的静电场中移动时，电场力对q0做的功仅与试验电荷的电量及路径的起点和终点位置有关，而与具体路径无关。 静电场是保守场，静电场力是保守力。 结论: 二 静电场的环路定理 1 2 在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分（称为场强的环流）恒为零。 说明：（1）静电场是保守力场 （2）静电场线是非闭合曲线 三 电势能 1 静电场力所做的功就等于电势能增量的负值. 2 电势能属于受力电荷—电场系统的。 试验电荷 在电场中某点时，系统的电势能等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功。 零势能面可任意选取，习惯上取在无穷远处(场源电荷为有限大小）。 相距为 的两点电荷 系统的电势能 静电场力做功与路径无关，故可取积分路径沿电场线 五 电势 描述电场自身性质的一个物理量 电势： 电压：电势的降落（或减小量） 电势零点选择：原则上任意选取，习惯上对有限大带电体以无穷远为电势零点，实际问题中常选择地球电势为零。 积分路径原则上可任意选取，为计算方便，常取积分路径沿电场线。 电势差是绝对的，与电势零点的选择无关；电势大小是相对的，与电势零点的选择有关。 六 点电荷电场的电势 令 点电荷组的电势 连续电荷的电势 注意 电场强度叠加是矢量叠加 电势叠加是标量叠加 使用此公式的前提条件为有限大带电体且选无限远处为电势零点. 七 电势的叠加原理（简单了解） 9-5 电场强度与电势梯度（简单了解） 定义: 空间电势相等的点连接起来所形成的面 规定: 任意两相邻等势面间的电势差相等 即等势面的疏密程度可以表示场强的大小 一 等势面（电势图示法） 点电荷等势面 两平行带电平板的电场线和等势面 + +