静电场习题课课件.pptVIP

*************************************等势面等势面是指电场中电势相等的点构成的曲面。等势面与电场线垂直，电荷在等势面上移动时，电场力不做功。等势面是理解电场的重要工具，可以帮助我们直观地了解电势的分布情况。垂直等势面与电场线垂直。不做功电荷在等势面上移动时，电场力不做功。等势面习题根据给定的等势面分布图，判断电场中各点的电势高低，并分析电荷的电性。本题考察对等势面物理意义的理解，需要注意的是，等势面只是假想的曲面，并不真实存在。电势高低电场线方向电荷电性电场强度与电势的关系电场强度与电势之间存在密切的关系。电场强度是电势的梯度，电势是电场强度的积分。可以用以下公式表示：E=-?U其中，E为电场强度，U为电势，?为梯度算符。梯度电场强度是电势的负梯度。积分电势是电场强度的积分。电场强度与电势关系习题1已知电场中某点的电势为U(x,y,z)，求该点的电场强度。本题考察电场强度与电势关系的应用，需要注意的是，电场强度是矢量，需要分别计算各个方向上的分量。梯度算符熟悉梯度算符的计算方法。偏导数分别计算电势对各个坐标轴的偏导数。电场强度与电势关系习题2已知电场中某区域的电场强度为E(x,y,z)，求该区域的电势分布。本题考察电场强度与电势关系的应用，需要注意的是，电势是相对的，需要确定零电势点。123积分零电势点电势分布静电场的环路定理静电场的环路定理是指，沿静电场中任一闭合回路，电场强度的线积分等于零。可以用以下公式表示：∮E·dl=0其中，E为电场强度，dl为位移矢量。静电场的环路定理表明，静电场是保守场。闭合回路线积分保守场静电场的环路定理习题判断以下电场是否为静电场，并说明理由。均匀电场。点电荷的电场。变化的磁场产生的电场。本题考察对静电场环路定理的理解，需要注意的是，只有静电场才满足环路定理。静电场保守场环路积分静电场的能量静电场中存储着能量，称为静电场的能量。静电场的能量等于将电荷从无穷远处移动到电场中所做的功。静电场的能量是理解电磁现象的重要概念。能量存储做功静电场能量密度静电场的能量密度是指单位体积内静电场存储的能量。可以用以下公式表示：u=(1/2)*ε0*E^2其中，u为静电场能量密度，ε0为真空介电常数，E为电场强度。静电场能量密度反映了电场中能量的分布情况。电场强度能量分布体积静电场能量计算习题一个电荷量为Q，半径为R的均匀带电球体，求该球体周围的静电场能量。本题考察静电场能量的计算，需要注意的是，需要对整个空间进行积分。电场强度1能量密度2体积积分3导体静电平衡导体静电平衡是指导体内部电荷不再发生定向移动的状态。当导体达到静电平衡时，导体内部电场强度为零，导体表面电场强度垂直于表面，导体是等势体。导体静电平衡是电磁学中的重要概念，是理解电容器、静电屏蔽等现象的基础。1电场强度为零2表面垂直3等势体导体静电平衡性质导体静电平衡具有以下性质：导体内部电场强度为零。导体表面电场强度垂直于表面。导体是等势体。电荷分布在导体表面。导体表面电荷密度与表面曲率有关，曲率越大，电荷密度越大。1电场强度2表面电场3等势体导体静电平衡习题1一个带有电荷的金属球壳，求球壳内外电场强度和电势的分布。本题考察导体静电平衡的性质，需要注意的是，球壳内部电场强度为零，电势恒定。导体静电平衡习题2一个形状不规则的导体，处于静电平衡状态，分析导体表面电荷密度分布的特点。本题考察导体表面电荷密度与表面曲率的关系，需要注意的是，尖端放电现象。电荷密度电荷密度与表面曲率有关。曲率曲率越大，电荷密度越大。静电屏蔽静电屏蔽是指利用导体壳体将某一区域与外部电场隔离，使得该区域内部不受外部电场的影响。静电屏蔽的原理是导体静电平衡。静电屏蔽在电子设备、实验室等领域有着广泛的应用。导体壳体外部电场内部隔离静电屏蔽习题一个金属壳体处于外部电场中，分析壳体内外的电场分布情况。本题考察静电屏蔽的原理，需要注意的是，壳体内部电场强度为零，外部电场线发生弯曲。内部电场外部电场电场线弯曲电容器电容器是一种存储电荷和能量的元件，由两个相互靠近且彼此绝缘的导体组成。电容器的电荷量与电压成正比，比例系数称为电容。电容器在电子电路中有着广泛的应用，如滤波、耦合、储能等。存储电荷存储能量电容计算方法电容的计算方法主要有以下几种：电容的定义：C=Q/U，适用于已知电荷量