大学物理课件：静电场 .ppt

+++++++++++++-------------带电平行板电容器的电场线1.起、止于正、负电荷；2.场线不相交、不闭合；3.平行直线处为匀强电场；4.场线上任何两点的电势不等；5.任何一条场线不能其两端都在同一导体上；电场线特性总结：5.3.2电场强度通量（Electricflux）1.定义：过电场中任一给定面积的场线数叫做过该面积的电场强度通量.a.均匀电场垂直平面：与平面夹角：(1)b.非均匀电场：注意：(2)c.闭合曲面的电场强度通量：例：如图示三棱柱体放置在匀强电场中，求过此三棱柱体的电场强度通量.(3)解：分析：五平面组成闭合面，可一一求解，最后求代数和。5.3.3高斯定理定理：真空中过任意闭合面的电场强度通量,等于该面所包围电荷的代数和除以。(1)1.面元是空间闭合曲面高斯面上的微元；2.高斯面可以穿过任何物体；3.电荷的代数和是指高斯面内所包围的电荷；4.式中的场强是空间所有电荷产生的总场强；注意：高斯定理：(5)总结：1.高斯面上的为面内外电荷的总效应；4.仅高斯面内的电荷对该面通量有贡献；2.高斯面为封闭曲面；5.静电场是有源场；3.进入高斯面的通量为负、穿出为正；5.3.4高斯定理的应用求解步骤:1.分析带电体产生场强的对称性；2.由对称性适当选择高斯面；3.求过高斯面的通量；4.应用高斯定理求场强并讨论；注意：应用该定理可求解具有一定对称性的场强；高斯定理：例5.3.1试求均匀带电半径为R球面内、外的电场强度分布.设球面所总带电量为。解：对称性分析：球对称，电场沿径向向外，选球面为高斯面法线指向外，场强与面法向一致，且同一面上的场强量值相等；(1)1.球面内+++++++++++++(2)(3)2.球面外++++++++++++例5.3.2试求无限长均匀带电圆柱面内外的电场强度分布。设柱面半径为R，沿轴向单位长度柱面所带电量为?。对称性分析＝轴对称，选取闭合的柱形高斯面，法线指向外，场强与面法向一致。且同一面上的场强量值应当相等，求距直线为处的电场强度.解：++++++(2)(1)(3)++++++(4)例5.3.3无限大均匀带电平面的电场强度，设电荷面密度为。对称性分析＝面对称，垂直平面，选取闭合圆柱形高斯面，仅两底面有场线穿过，方向与底面法线平行，同底面上场强值相等，求距平面为处的电场强度：解：++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++(2)(1)(3)(4)(4)5.4.1静电场力做功的特点1.点电荷电场力的功(1)(2)(3)5.4静电场的环路定理(4)2.任意电荷的电场(5)结论:仅与的始末位置有关，与路径无关！5.4.2静电场的环路定理12(6)结论：静电场力做功与路径无关，故该力是保守力。结论：静电场的环路积分为零是静电场的又一基本规律，称为静电场的环路定理。该定理表明静电场是保守场。总之：静电场力做功与路径无关，故静电场力是保守力；静电场的环路积分为零，静电场是保守场。(7)结论：试验电荷在电场中某点的电势能，在数值上等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功。注意：电势能的大小是相对的，电势能的差是绝对的。(8)令：(9)5.5.1电势能类比重力的功及势能：静电场力是保守力，故对应的功等于电荷电势能增量的负值：5.5电势5.5.1电势(1)(2)结论：试验电荷在电场中由时，电势能增量的负值