物理学03 静电.pptVIP

* * * * * * 第十三章 电势 作者：赵龙 而 13.1 电 势 13.1.1 电场力的功 (1) 点电荷 q ，在其周围空间激发电场 试验点电荷q0 在电场中移动路径 acb q0受力 位移 电场力做功 在点电荷电场中，电场力移动电荷做功与路径无关，只与始末位置有关。 结 论： 由于 Ai 与路径无关，那么 A 也与路径无关 (2)点电荷系的电场 数学表述： 或 或 静电场的环流定律：静电场的环流为零 静电场重要特性 试验点电荷在任何静电场中，沿任意路径移动时，电场力做功，仅与试验点电荷的大小及始末位置有关，而与移动路径无关。 推 论： 所以，静电力是保守力，静电场是保守力场。 13.1.2 电 势 能 重力做功与路径无关----引入重力势能（位能） 电场力做功与路径无关----引入电势能（位能） 试验电荷q0 在电场力的作用下，由a → b 做功 能量是表征物体做功本领的物理量，电场力做功本领物理量---电势能，电场力做功是以电势能减少为代价的。 电场力做功 = 电势能减少 定 义 在 a 点具有的电势能 在 b 点具有的电势能 电势能的物理意义： q0 在电场中某点的电势能等于把 q0 从该点移到势能零点时，电场力所做的功。 若选取 则 通常选取 则 1、电场力做功与路径无关； 2、电势能是属于 q0 和电场两者组成的系统的； 3、注意积分上下限。 要 点： 电势能是相对量，本身没有绝对意义，电势能的大小与势能零点的位置有关（同重力势能）。 13.1.3 电 势 定义： 两点的电势差，与 无关，只与 本身有关。 电场力所做的功。 在数值上等单位正电荷，由 a 点移动 b 点时， 所以电场力做功也可以示为： 与 有关，与 有关，为了研究电场的特性 理论计算一般选取 ，则 若选取 则 实际工作中，通常规定大地或电器外壳电势为零。 1、电势是位置函数----又称电位、电压； 2、某点的电势值是该点电势与零点电势之差； 3、电势大小等于单位正电荷从该点移到电势零点时电场 力做功。 ---- a 点的电势 ---- b 点的电势 是相对量，大小与电势零点位置有关。 注 意： 13.1.4 电势的计算方法 1、已知电荷分布--求电势 点电荷 q 激发电场中 P 点的电势 选 积分与路径无关，选矢径直线积分 电势是标量：有大小，无方向，有正负 时， 空间各点电势都是正值 时， 空间各点电势都是负值 (1) 点电荷的电势 电荷系激发的电场中某一点的电势，等于每一个点电荷单独存在时在该点所产生电势的代数和。 (2) 电荷系的电势 其中 电势叠加原理： 表示第 i 个点电荷单独存在时，在 P 点产生的电势 (3) 带电体的电势 带电体可以看成是无数个点电荷组成 电势叠加求代数和， 电场叠加求矢量和。 2、已知电场强分布--求电势 (1)、P 点为积分下限，电势零点为积分上限； (2)、积分路径选取最容易的积分路径。 注 意： 13.1.5 电势计算举例 例题1： 电偶极子的电势分布，已知：q l 均匀带电圆环轴线上任意点电势，已知：q R 例题 2： 在圆环上截取一小段dl 讨 论： 圆环圆心的电势 电势分布曲线： 点电荷的电势 点电荷电势 已知：均匀带电球面电场分布，求：电势分布 例题3： P 点在球外时，各点电势与点电荷电势相同。 P 点在球内时，各点的电势相同，都等于球面上的电势。 均匀带电球面 电场分布图线 电势分布图线 解法1：由电势叠加原理 例题4： 两个同心均匀带电球面，求：各点电势 解法2：已知电场分布求电势分布，用积分法 由高斯定理