物理学03(电场3).pptVIP

* * 1、电力线 垂直于电力线单位面积内电力线条数为该点的场强大小。 电力线的画法： 小结： 2、电通量 匀强电场---S 为平面 非匀强电场---S 为曲面 电力线某点的切线方向为该点的场强方向； --- 电场中通过某一曲面的电力线的条数 3、高斯定理 当电场具有高度对称性时,可用高斯定理求场强分布。 (1). 球对称带电体 球壳 球体 球壳组 (2). 面对称带电体 (3). 轴对称带电体 柱体 柱面 柱面组 无限大带电平面 无限大带电平板 球 形高斯面 封闭圆柱形高斯面 应用高斯定理解题步骤： (1). 分析带电体的对称特点，适当选取高斯面。 (2). 应用高斯定理求出场强分布。 四、高斯定理的应用 ※ 场源球对称 场球对称 R 0 E R 求电量为Q 、半径为R 的均匀带电球面的场强分布。 例题1： 解： 选择高斯面——同心球面： 分析： 解： 选择高斯面——同心球面： R r 0 E 求：电量为Q 、半径为R 的均匀带电球体的场强分布。 例题2： r 解： 选择高斯面——同轴闭合柱面。 上下底面 侧面 ，且 柱面上E 大小相等 场强分布特点如图： 求：电荷线密度为? 的无限长均匀带电直线的场强分布。 例题3： 解： 选择高斯面— 侧面 + + + + + + + + + + 底面 且面上场强大小相等； 求：电荷面密度为? 的无限大均匀带电平面的场强分布。 例题4： 分析： 场强分布如图： 与平面正交的柱面。 8.3 电场力的功 电势 一、电场力的功 1、场源为点电荷 在点电荷的电场中，电场力对电荷作的功只与始末位置有关，与路径无关。 2、场源为点电荷系 在点电荷系电场中，电场力对电荷作的功只与始末位置有关，与路径无关。 3、场源为任意带电体 电场力作功只与始末位置有关，与路径无关。 结论： 所以，静电力是保守力，静电场是保守力场。 在任意静电场中，电场力对电荷作的功只与始末位置有关，与路径无关! 数学表述： 场强沿任意闭合路径的线积分为零(静电场的环流为零)。 静电场的环流定理 二、 电势能 重力场中----引入重力势能 电场中----引入电势能 电势能和重力势能一样是相对的，与势能零点选取有关。 在 a 点具有的电势能 在 b 点具有的电势能 在力学中已经指出，任何保守力场都可以引入势能概念 通常有限大小的带电体选无限远点为电势零点。 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。 取b点为电势能零点 (3)电势能是属于 q0 和电场两者组成的系统的 。 (1)电势能是标量，但有正负； 说明： (2)电势能是相对的，与势能零点选取有关； 三、电势 由于电势能与检验电荷的电量 有关，所以不能 用电势能来描述静电场的性质。 1. 电势定义： 即：电场中某点的电势在量值上等于该点到电势零点 对场强的线积分。 说明： (1). 电势是标量，但有正负。 (2). 电势是相对的，与电势零点的选取有关。 ※ 2. 电势差： 且因为： 所以有： 注意： 电势差是绝对的，与电势零点的选取无关。 1、点电荷的电势： 积分与路径无关，选矢径直线积分 选 讨论：当选 时： 点电荷电势公式 空间各点电势都是正值 空间各点电势都是负值 四、电势的计算 ※ 2、 点电荷系的电势： 电势迭加原理： 点电荷系的电场中任意一点的电势，量值上等 于各点电荷单独存在时在该点电势的代数和。 3、连续带电体的电势： 方法：分割带电体直接积分法 （1）将带电体分割成无限多个电荷元，每个电荷元都可看作点电荷，任取电荷元dq （2）按点电荷电势公式，写出电荷元在P点的电势： （3）由电势叠加原理, 求P点电势 (1). 分割带电体直接积分法： (2). 场强积分法： （已知电荷分布情况） （已知场强分布情况） 带电体电势的计算方法： ※ 总结： 例题1： 求均匀带电圆环轴线上任一点的电势 解： 讨论： (1). 当 时: (点电荷电势) (2). 当 时: （圆环圆心处电势） 分割带电体直接积分法 解： 例题2： 求均匀带电圆盘轴线上任一点的电势 球面内各点的电势相同，都等于球面上的电势。 已知：均匀带电球面的电场分布，求：电势分布 例题3： P 点在球外 与点电荷电势相同 P 点在球内 由场强分布求电势 均匀带电球面 电场分布图线 电势分布图线 *