2022-2023学年高二物理竞赛课件：静电场总结+习题(共13张PPT).pptx

静电场总结+习题

静电场：静止的电荷产生的电场

一个实验规律：库仑定律；

两个物理量：:电场强度、电势；

两个定理：高斯定理、环路定理

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。

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21

2.两个物理量之一：电场强度

I

21

1.一个定律-----库仑定律

I9₁9₂

4πε₀

单位：牛/库(N/C)

E=_F

9₀

F=

G

场强在坐标轴上的投影

E=Eǐ+E,j+E

例如：电偶极子，正三角、正方形带电模型等

(1).电场叠加原理(矢量叠加)

点电荷在真空中的场强

点电荷系的场强

例如：点电荷、带电球面、带电球体、导体球、无限大带电板等

·dnb=

Eo

L

H

例：带电圆环、带电直线等

(2).按高斯定理计算

连续带电体的电场

3.两个物理量之二：电势

电场力的功

a·电势能的差

O

二E·dl

d

单位正电荷从该点到电势

零点电场力所作的功

(1).按电势定义计算

点电荷电场中的电势

W

t

,

/—/—

q₀

点电荷系的电势

例如：电偶极子，正三角、正方形带电模型等

有限大小连续带电体的电势

例如：带电圆环、带电直线等

例如：点电荷、带电球面、带电球体、导体球、平行板电容器等

(2).电势叠加原理

4.两个定理之一-----高斯定理

在真空中的任意静电场中，通过任一闭合曲面S的电

通量φ,等于该曲面所包围电荷的代数和除以e₀,而与闭合曲面外的电荷无关。

其数学表达式为

高斯定理说明，静电场是个有源场；

高斯定理可用于求解电荷分布具有球、柱、平面对称的场强

E.dS=≥g

E₀

(4)

6

S

5.两个定理之二-----环流定理

fE·di=0|(4)

静电场中，电场强度沿闭合路径的线积分(环流)等于零。

静电场的环流定理说明静电场为保守场。或者说静电场为无旋场(静电场的电场线不能闭合)。

静电的环流定理使得可引入电势能、电势等概念。

例：若将地球看作一半径为R=6400km的导

体球，并假设它带电量为Q=6.4×10⁵C,用高斯定理求空间的电场强度分布及地球的电势。

∠q;

E₀

E=

E二

{.ds=

rR

rR

例：半径分别为R₁和R₂(R₁R₂)的两

个均匀带电球面同心放置，已知内、外球面之间的电势差为U,求两球面间半径为r

处的电场强度大小。

R₁rR₂

E=

Ⅲ

例：两同心薄金属球壳，半径分别为R₁、R₂

(R₂R₁),若分别带上电量q₁、q₂的电荷，两者

电势分别为U₁、U₂,现用导线将两球壳连接，则它们的电势U=_。

现用导线将两球壳连接后?

U=U₂

例：均匀带电球体所储存的能量。

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