大学物理电场一.pptVIP

在静电场中，沿闭合路径移动q0，电场力作功 L1 L2 二.静电场的环路定理（circuital theorem of electrostatic field） 环路定理（circuital theorem） a b 1 环路定理是静电场的另一重要定理，可用环路定理检验一个电场是不是静电场。 不是静电场 a b c d 讨论 2 环路定理要求电力线不能闭合。 3 静电场是有源（高斯定理）、无旋（环路定理）场。 三.电势能 力学 保守力场 引入势能 静电场 保守场 引入静电势能 定义：q0 在电场中a、b 两点电势能之差等于把 q0 自 a 点移至 b 点过程中电场力所作的功。 ? 电势能 取势能零点 W“0” 0 q0 在电场中某点 a 的电势能： 1 电势能属于 q0 和产生电场的源电荷系统共有。 说明 3 选势能零点原则： 2 电荷在某点电势能的值与零点选取有关,而两点的差值与零点选取无关 ? 实际应用中取大地、仪器外壳等为势能零点。 ? 当 源 电荷分布在有限范围内时，势能零点一般选在 　无穷远处。 ? 无限大带电体，势能零点一般选在有限远处一点。 积分大小与 无关 四 电势（electric potential） 点电势 点电势 （ 为参考电势，值任选） 令 电势零点选择：有限带电体以无穷远为电势零点，实际问题中常选择地球电势为零. 电势差 物理意义 把单位正试验电荷从点 移到无穷远时，静电场力所作的功. 将单位正电荷从 移到 电场力作的功. 静电场力的功 电势差是绝对的，与电势零点的选择无关； 电势大小是相对的，与电势零点的选择有关. 注意 例 点电荷的电势 令 五 电势的叠加原理 principle of superposition of electric potential 点电荷系 电荷连续分布 求电势 的方法 叠加法： 定义法：已知积分路径上 的分布， 则 （利用点电荷电势 ，已选无限远为电势零点，使用条件：有限大带电体且选无限远为电势零点.） 讨论 + + + + + + + + + + + + + + 例 正电荷 均匀分布在半径为 的细圆环上. 求圆环轴线上距环心为 处点 的电势. 讨 论 （点电荷电势） 均匀带电薄圆盘轴线上的电势 例 均匀带电球壳的电势. + + + + + + + + + + + 真空中，有一带电为 ，半径为 的带电球壳. 试求（1）球壳外两点间的电势差；（2）球壳内两点间的电势差；（3）球壳外任意点的电势；（4）球壳内任意点的电势. 解 （1） （3） 令 由 可得 或 （2） + + + + + + + + + + + （4） 由 可得 或 例 “无限长”带电直导线的电势 解 令 如果选 呢？ 8.1 电荷和电场 一.电荷（electric charge） 1. 正负性 2. 量子性 盖尔—曼提出夸克模型 : 3. 守恒性 孤立系统中总电荷量是不变的。即任何时刻系统中正、负电荷的代数和保持不变，这称为电荷守恒定律（charge conservation law）。 4. 相对论不变性 电荷的电量与它的运动状态无关 二. 库仑定律（Coulomb?s law） 1. 点电荷（point charge） 一种理想模型 当带电体的大小、形状与带电体间的距离相比可忽略时,就可把带电体视为一带电的几何点。 2. 库仑定律 处在静止状态的两点电荷，在真空（空气）中的相互作用力的大小，与每个点电荷的电量成正比，与两点电荷间距离的平方成反比，作用力的方向沿两点电荷的连线。 电荷q1 对q2 的作用力F21 电荷q2对q1的作用力F12 真空中的电容率（介电常数） 讨论： 1 库仑定律适用于真空中的静止点电荷； 2 库仑力满足牛顿第三定律； 3 一般 3. 电场力的叠加 q3 受的力： 对n个点电荷： 对电荷连续分布的带电体 Q r 已知两杆电荷线密度为?，长度为L，相距L 解 例 两带电直杆间的电场力。 求 L 3L 2L x O 三.静电场： ? 后来: 法拉第提出场的概念： ? 早期：电磁理论是超距作用理论 ? 电场（electric field）的特点 1 对位于其中的带电体有力的作用 2 带电体在电场中运动,电场力要作功 四.电场强度（electric field intensity） 检验电荷 带电