《大学物理上》课件-第7章 静电场.ppt

　 一、电力线 方向：曲线上每一点的切向 §7-3 高斯定理 大小：电力线的疏密程度 §7-3 高斯定理 说明： 电场是连续分布的，分立电力线只是一种形象化的方法 §7-3 高斯定理 　 二、电场强度通量 电场强度通量：通过电场中任一给定面的电力线数 (1)均匀电场中，通过S平面： S的法矢与电场强度成? 角 S与电场强度垂直 则 则 §7-3 高斯定理 (2)非均匀电场中，对任意曲面S： 在S上任取一小面元dS 当S是一个闭合曲面时 : 对闭合曲面，自内向外为正方向 §7-3 高斯定理 三、高斯定理 高斯定理：静电场中任一闭合曲面的电场强度通量，等于该闭合曲面所包围的电荷的代数和除以?0 即 闭合曲面 S 称为高斯面 §7-3 高斯定理 简证 (1)包围点电荷q的球面, 且 q 处于球心处 推论：对以q为中心而 r不同的任意球面，电场强度通量都相等 §7-3 高斯定理 (2)包围点电荷q的任意闭合曲面S 以 q为中心作一球面S’ 通过 S’的电力线都通过 S (3)不包围点电荷q的任意闭合曲面S 穿入、穿出S的电力线数相等 §7-3 高斯定理 (4)点电荷系q1、q2、…qn电场中的任意闭合曲面 对qi： 在S内 在S外 §7-3 高斯定理 对连续分布的带电体 V为高斯面所围体积 讨论： (2) 是S上的电场强度，它与S内外电荷都有关 (1) ：S 内一切电荷的代数和 即?E只与S内的电荷有关，与S外的无关 §7-3 高斯定理 (4)电力线是不闭合的曲线 (3) ，?E0：电力线从正电荷发出并穿出高斯面 ----静电场是“有源场” 反之：穿入高斯面并终止于负电荷 §7-3 高斯定理 　 四、高斯定理应用举例 一般步骤: (1)分析电场的对称性 (2)选择适当形状的闭合曲面为高斯面 (3)计算通过高斯面的电场强度通量 (4)利用高斯定理求出电场强度 §7-3 高斯定理 [例5]求均匀带正电球体内外的电场强度分布。设球体半径为R，带电量为Q 解：球对称 取与球体同心的球面为高斯面 §7-3 高斯定理 即 r R时： r R时： §7-3 高斯定理 即 §7-3 高斯定理 [例6]求均匀带正电的无限大平面薄板的电场强度分布。设电荷面密度为? 解：面对称 高斯面：两底与板面对称平行，侧面与板面垂直的柱形闭合面 §7-3 高斯定理 方向垂直于板面向外 §7-3 高斯定理 [例7]求均匀带正电的无限长细棒的电场强度分布。设棒的电荷线密度为? 解：轴对称，任一点处的电场强度方向垂直于棒辐射向外 以棒为轴作半径为r、长为 h的圆柱闭合面为高斯面 §7-3 高斯定理 由高斯定理有 即 §7-3 高斯定理 　 一、静电场力作功的特点 q0在q的电场中，沿任意路径从 a 移动到 b 取位移元 §7-4 电 势 ? §7-4 电势 ----与路径无关 §7-4 电势 ? 在点电荷系电场中 对连续分布带电体可得同样结果 结论：静电场力所作的功与路径无关 ----静电场环路定理 ----静电场是保守场 静电力是保守力 路径闭合时 §7-4 电势 二、电势能 设Wa和Wb分别表示试探电荷q0在a点和b点的电势能 当电荷分布在有限区域内时，通常选无限远处为零电势能参考点 §7-4 电势 三、电势 定义： 任意两点a和b之间的电势差(电压)为 说明： 电荷分布不是在有限区域内时，不能选无限远处为零势点 单位：V §7-4 电势 　 四、电势的计算 1.点电荷q的电势 取无限远处为零电势参考点，a点电势 q0：各点的电势为正；q0：各点的电势为负，无限远处电势为零 §7-4 电势 2. 点电荷系q1、q2、?qn的电势 ----静电场的电势叠加原理 §7-4 电势 3.连续分布电荷电场中的电势 任取一电荷元dq， a点的电势为 §7-4 电势 [例8]四个电量均为q的点电荷，分别放在边长为a的正方形的四个顶点上，求(1)正方形中心O处的电势；(2)如果将试探电荷q0从无限远处移到O点，电场力作功多少？ 解：(1)O点到四个顶角的距离 §7-4 电势 根据电势叠加原理有 (2)将q0从无限远处移到O点，电场力的功为 §7-4 电势 成都银杏酒店管理学院《大学物理上》 §7-1 电荷及其相互作用 §7-2 电场强度 §7-3 高斯定理 §7-4 电势 §7-5 电场强度与电势的关系 §7-6 静电场中的导体 §7-7 静电场中的电介质 §7-8 电容和电容器 §7-9 电场能量 §7-1电荷及其相互作用 两种：正电荷、负电荷 一、电荷 同种电荷相斥 异种电荷相吸 电荷间存在相互作用 量子化： §7-1电荷及其相互作用 二、电荷守恒定律 电荷守恒定律：孤立系统中，系