功电势差电势能之间的关系重点课件.pptVIP

8-4场强与电势的关系功、电势差、电势能之间的关系2.１.讨论则则则则

一、等势面等势面：电场中电势相等的点组成的曲面+

电偶极子的等势面+

等势面的性质⑴等势面与电力线处处正交，电力线指向电势降落的方向。★a,b为等势面上任意两点移动q,从a到b★令q在面上有元位移★沿电力线移动

⑵等势面较密集的地方场强大，较稀疏的地方场强小。规定:场中任意两相临等势面间的电势差相等练习：由等势面确定a、b点的场强大小和方向已知

二、场强与电势梯度的关系单位正电荷从a到b电场力的功在方向上的分量电场强度沿某一方向的分量沿该方向电势的变化率的负值一般所以

u的梯度:或的方向与u的梯度反向，即指向u降落的方向物理意义：电势梯度是一个矢量，它的大小为电势沿等势面法线方向的变化率，它的方向沿等势面法线方向且指向电势增大的方向。

例1．利用场强与电势梯度的关系，计算均匀带电细圆环轴线上一点的场强。解:

例2．计算电偶极子电场中任一点的场强解：B点(x=0)A点(y=0)

8-5静电场中的导体和电介质一、导体的静电平衡无外电场时

导体的静电感应过程E外++加上外电场后

导体的静电感应过程E外+++加上外电场后

导体的静电感应过程E外+++++加上外电场后

导体的静电感应过程E外+++++++加上外电场后

导体的静电感应过程E外++++++++++加上外电场后

导体达到静平衡++++++E外E++感++感应电荷感应电荷

处于静电平衡状态的导体，导体内部电场强度处处为零，整个导体是个等势体。等势面导体内等势体导体表面⑴导体内部任意点的场强为零。静电平衡条件⑵导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。

处于静电平衡状态的导体的性质：1、导体是等势体，导体表面是等势面。2、导体内部处处没有未被抵消的净电荷，净电荷只分布在导体的表面上。3、导体以外，靠近导体表面附近处的场强大小与导体表面在该处的面电荷密度的关系为详细说明如下

1、导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。金属球放入前电场为一均匀场

金属球放入后电力线发生弯曲电场为一非均匀场+++++++

2、导体内没有净电荷，未被抵消的净电荷只能分布在导体表面上。++++++++++++++++++++++++++++++++

3、导体表面上的电荷分布导体表面上的电荷分布情况，不仅与导体表面形状有关，还和它周围存在的其他带电体有关。静电场中的孤立带电体：导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率有关。曲率较大，表面尖而凸出部分，电荷面密度较大曲率较小，表面比较平坦部分，电荷面密度较小曲率为负，表面凹进去的部分，电荷面密度最小

导线证明:用导线连接两导体球则即

4、导体外部近表面处场强方向与该处导体表面垂直，大小与该处导体表面电荷面密度?成正比。e表面附近作圆柱形高斯面尖端放电尖端场强特别强，足以使周围空气分子电离而使空气被击穿，导致“尖端放电”。——形成“电风”

二、导体壳和静电屏蔽1、空腔内无带电体的情况腔体内表面不带电量，腔体外表面所带的电量为带电体所带总电量。导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率有关。

2、空腔内有带电体腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。放入q后未引入q时11+

3、静电屏蔽封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场不受外电场的影响；接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场不受壳内电荷的影响。++++

三、有导体存在时场强和电势的计算电荷守恒定律电荷分布静电平衡条件

例1.已知：导体板A，面积为S、带电量Q，在其旁边放入导体板B。求：(1)A、B上的电荷分布及空间的电场分布(2)将B板接地，求电荷分布a点b点A板B板

解方程得:电荷分布板左侧场强分布两板之间板右侧

(2)将B板接地，求电荷及场强分布接地时a点b点板电荷分布

电荷分布场两板之间强分布两板之外

例2.已知RRRqQ123求①电荷及场强分布；球心的电势②如用导线连接A、B，再作计算解:电荷分布由高斯定理得场强分布

场强分布球心的电势

②用导线连接A、B，再作计算连接A、B，中和球壳外表面带电

问题：1、在两板间插入一中性金属平板，求板面的电荷密度。2、如果第三板接地，又如何？3、剪掉第三板接地线，再令第一板接地，又如何？

四、电介质的极化无极分子：分子正负电荷中心重合；电介质有极分子：分子正负电荷中心不重合。水分子甲烷分子负电荷中心+H+HC+H正负电荷中心重合O+H++H+H正电荷中心——分子电偶极矩

1.无极分子的位移极化无外电场时加上外电场后+++++++极化电荷极化电荷

2.有极分子的转向极化+++++++++++++++++无外电场时电矩取向不同+++加上外场+转向外电场+++++两端面出现极化电荷层+

*五、