大学物理上（南京理工大学）第八章 真空中的静电场.pptVIP

+ + + + + + + + + + + + + + 例1 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. （点电荷电场强度） 讨 论 无限大均匀带电平面的电场强度 有一无限大均匀带电平面，电荷面密度为 ，求在平面附近任一点场强。 结论：无限大均匀带电平面产生均匀场，大小为 一 电场线 （电场的图示法） 1） 曲线上每一点切线方向为该点电场方向, 2） 通过垂直于电场方向单位面积电场线数为该点电场强度的大小. 规 定 8-3 电场线和电通量 点电荷的电场线 正 点 电 荷 + 负 点 电 荷 一对等量异号点电荷的电场线 + 一对等量正点电荷的电场线 + + 一对不等量异号点电荷的电场线 带电平行板电容器的电场线 + + + + + + + + + + + + 电场线特性 1） 始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远). 2） 电场线不相交. 3）电力线越密的地方，场强越大；电力线越 疏的地方，场强越小。 4） 静电场电场线不闭合. 电场线作用 说明场强的方向；电场的强弱；电场的整体分布。 二 电通量 通过电场中某一个面元的电场线条数定义为通过这个面元的电通量. 均匀电场 非均匀电场 封闭曲面 非封闭曲面 三 高斯定理 在真空中,通过任一闭合曲面的电场强度通量,等于该曲面所包围的所有电荷的代数和除以 . （与面外电荷无关，闭合曲面称为高斯面） 8-4 高斯定理 高斯定理的导出 高斯 定理 库仑定律 电场强度叠加原理 高斯定理 1）高斯面上的电场强度为所有内外电荷的总电场强度. 4）仅高斯面内的电荷对高斯面的电场强度通量有贡献. 2）高斯面为封闭曲面. 5）静电场是有源场. 3）穿进高斯面的电场强度通量为正，穿出为负. 总 结: 在点电荷 和 的静电场中，做如下的三个闭合面 求通过各闭合面的电通量 . 讨论 将 从 移到 点 电场强度是否变化？ 穿过高斯面 的 有否变化？ * 四 高斯定理的应用 其步骤为： 对称性分析:轴对称,球对称,均匀场 根据对称性选择合适的高斯面； 应用高斯定理计算. （用高斯定理求解的静电场必须具有一定的对称性） + + + + + + + + + + + + 例 均匀带电球壳的电场强度 一半径为 , 均匀带电 的薄球壳 . 求球壳内外任意点的电场强 度. 解（1） （2） + + + + + 例 无限长均匀带电直线的电场强度 选取闭合的柱形高斯面 无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为 ，求距直线为 处的电场强度. 对称性分析：轴对称 解 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 例 无限大均匀带电平面的电场强度 无限大均匀带电平面，单位面积上的电荷，即电荷面密度为 ，求距平面为 处的电场强度. 选取闭合的柱形高斯面 对称性分析： 垂直平面 解 底面积 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 讨 论 无限大带电平面 的电场叠加问题 一）静电场力的功、静电场环路（流）定理 场强环路定理--静电场中，沿任一闭合路径 的环流等于零。 物理含义：说明静电场是保守力场。（有势场） （有势必无旋。） 8--4 静电场力的环路定理和电势 二）电势能 三）电势（电位） 电势能----电荷（系统）在电场中某点具有的电势能等于电场力将此电荷 从该点移至参考点电场力所作的功。 定义： 电场中某一点的电势是描写电场中这一点性质的物理量。其大小等于单位正电荷在这一点所具有的电势能。或者说等于将单位正电荷从这点移到参考点时，电场力所作的功。 四）点电荷系、带电体电场的电势、电势叠加原理。 设一点电荷系：q1、q2----qn 产生电场 + q1 + q2 + q3 + qn a 电势叠加原理 ：点电荷电场中一点的电势，等于每一点电荷单独在这一点所产生的电势的