大学物理静电学总结.ppt

* 静电学部分总结 一.真空中的静电场 1.三条实验定律 (1) 电荷守恒定律 在一个和外界没有电荷交换的系统内，正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。 或在任一物理过程中，电荷既不能产生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。 电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律。 在真空中，两个静止点电荷之间的静电相互作用力大小，与它们的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。 (2) 库仑定律 (3)电力叠加原理 某点电荷受到来自其它点电荷的总静电力应等于所有其它点电荷单独作用的静电力的矢量和。 2.两个基本概念及其关系 (1) 电场强度 电场中某点的电场强度的大小等于单位电荷在该点受力的大小，其方向为正电荷在该点受力的方向。 点电荷的场强公式 场强叠加原理 或 (2) 电势 电场中某点的电势，其数值等于单位正电荷在该点所具有的电势能。 点电荷场的电势公式 电势叠加原理 (3)电场线 用一族空间曲线形象描述场强分布， 通常把这些曲线称为电场线. 规定: 方向--场线上每一点的正切线方向，表示该点场强方向。 大小--在电场中任一点，取一垂直于该点场强方向的面积元，使通过单位面积的电场线数目，等于该点场强的量值。 电场线密度大的地方，电场场强大；密度小的地方，电场场强小. (4) 等势面 由电势相等的点组成的面叫等势面. (5)电场强度与电势的关系 3.两条基本定理 (1) 静电场的高斯定理 在真空中的静电场内，通过任一闭合面的电通量等于这闭合面所包围的电量的代数和除以?0. 电荷不连续分布 电荷连续分布 (2) 静电场环路定理 静电场的环路定理 ?L E?dl = 0 在静电场中，电场强度沿任意闭合路径的线积分等于零。 静电力作功与路径无关， 静电场是保守力场。 重点： 1.点电荷与库仑定律 2.电场强度、电场力与试探电荷 3.高斯定理 4.电势、电势与电场强度的关系 5.求解电场强度和电势的方法 (一)求电场强度的方法 ? 求连续带电体的场强 解题步骤： 可利用“对称性分析”， 根据带电体的对称性， 分析某分量积分是否为零。 ·把Q ? 无限多dq ·由dq ? dE (利用点电荷场强公式) ·由dE ? E = ? dE (利用场强叠加原理) ★矢量积分化作分量积分去作 E = ? dE ? Ex = ? dEx Ey = ? dEy Ez = ? dEz ?对称性分析 ?取合适的高斯面 ?计算电通量 ?利用高斯定理解出E ? 利用高斯定理求电场强度 ? 利用电势梯度求电场强度 (二)求电势的方法 ? 电场强度积分法 ? 电势叠加法 点电荷场电势公式 电势叠加原理 〔例1〕真空中有高ｈ＝20cm，底面半径R＝10cm的圆锥面，在OO’的中点置一点电荷q，求通过圆锥侧面的电通量 解： 通过圆锥侧面的电通量： 其中φ1为通过圆锥底面的电通量 以ｑ所在点为球心，以 为半径作一闭合球面包围ｑ。 O R ｑ ｒ Ｏ’ 通过该球面的电通量：