医用物理学（中山大学）课件--第五章 静电场.pptVIP

* * 二.电势 电势差 1.电势能 电荷放在电场中具有电势能W 规定：q0在无穷远处的电势能为零 电场力对电荷做功 * * 2.电势： 定义：某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。 * * 4.叠加原理 电荷连续分布的带电体： 3.点电荷电势 * * 5.电势差： 静电场中a、b两点的电势差Uab，等于把单位正电荷从a移到b时电场力所作的功。 电场力作功： * * 三.场强与电势的关系 1.等势面 电势相等的各点所构成的曲面 沿等势面移动电荷时电场力做功为零. 性质： 等势面与电力线垂直. * * 2.场强与电势间的积分关系 * * 3.场强与电势间的微分关系(电势梯度) 某点场强在任一方向l上的分量El，等于电势在该方向上变化率的负值. 是电势沿等势面法线方向的变化率,叫电势梯度. * * 四.电偶极子的电势 2.电偶极矩： 1.电偶极子：两个相距很近的等量异号点电荷组成的带电系统 3.电偶极子的电势公式: * * 表明: 电偶极子的电势与电矩p成正比，电势分布与方位?有关 以电偶极子轴线的中垂面为零势面、将整个电场分为正负两个对称的区域 * * 五.电偶层的电势 1.电偶层： 相距很近、互相平行且具有等值异号电荷密度的两个带电表面。 2.电偶层外某点a的电势： 层矩: ps=?? * * 表明：电偶层在某点产生的电势，只与层矩ps与电偶层对该点所张立体角有关，而与电偶层的形状无关。 整个电偶层在a点的电势: * * 膜电位：细胞膜内外之间的电势差。 5-3 细胞膜电位 一. 能斯特方程 U2-U1 1.膜内外离子浓度不同； 2.膜对不同离子通透性不同 形成机制: * * 人体神经细胞膜内外离子浓度. 在人体T=310K时，将数据代入能斯特方程得各 种离子的平衡电位为： 二.细胞静息电位 * * 5-4 心电图和心电向量 一. 心电的产生和心电偶 1.心肌细胞的电偶极矩 a. 无刺激时, 对外呈电中性。医学上,静息时的电荷分布称为膜的极化; * * b.细胞受刺激时，膜对离子通透性改变，心肌细胞类似一变化电偶极子，电偶极矩是变化的，这一过程称为除极； c.除极结束。心肌细胞又呈电中性； * * d.除极完成后膜对离子通透性立即恢复原状，称为复极。过程亦伴随一变化的电偶极矩； e.复极结束,整个细胞恢复到极化状态,又可接受另一次刺激。 * * 2.心电偶的电性质及其描述 心电偶：心脏简化为一个偶极子模型。 心电场：心电偶在体内形成一心电场。 心电图：为体表电势变化的记录。 * * (1)瞬时心电向量 某一时刻所有心肌细胞的电偶极矩矢量和 瞬时心电向量的大小和方向均随时间不断作周期性变化。 * * 本章学习要点： 主要内容以此为准； 2. 图片参见课本或参考书； 3. 个别课本没有的图片不作要求； 4. 本课件只供个人学习用，不外传以免纠纷。 * * 一.库仑定律 1．电荷：物质的带电属性； 2．点电荷：忽略大小和形状的带电体。 5-1 电场强度和高斯定理 3．库仑定律 * * 二.电场 电场强度 1. 电场： 电荷在其周围空间所产生的特殊形态物质； 电场强度： 匀强电场：各点的场强大小、方向均相同。 定义：电场中某点的场强等于单位正电荷在该点受力的大小； * * 3. 点电荷场强 方向：q“+”E与r同向； q“-”E与r反向。 * * 4. 叠加原理 连续分布的带电体： * * 三.电场线和电通量 1．电场线(也叫电力线) 性质: a. 起于正电荷，止于负电荷(或无穷远)； b. 任意两条电力线都不相交。 c.静电场是有源场。 * * 2．电通量 均强电场： * * 闭合曲面： 不均匀电场： * * 1.推导： 表明：由点电荷发出的通过闭合球面的?e与球面半径无关. 四.高斯定理 1.推导 通过任意闭合曲面的电通量，等于该面所包围电荷的代数和除以?0。 2.高斯定理表述 * * 3.高斯定理的应用 均匀带电球面的电场 设带电量为Q，则由高斯定理推得 E内= 0 r＞R r＜R * * (2)无限大均匀带电平面 结论： E的大小：与场点到平面的距离无关； E的方向：垂直于带电平面； * * 练习题： 试求无限长均匀带电细棒在空间产生的电场，设电荷线密度为λ。 (答案：E=?/2??0r) * * 5-2 电势 一.静电场力做功 1.点电荷q电场： 对试探电荷q0作的功为 * * 电荷在静电场中移动时，电场力对它所作的