[理化生]静电场-2.pptVIP

空间电势相等的点连接起来所形成的面称为等势面。为了描述空间电势的分布，规定任意两相邻等势面间的电势差相等。 5.等势面 (equipotential surface)（电势图示法） 正点电荷电场 + 点电荷电场中，A点的电势 A 在静电场中，电场强度 总是与等势面垂直的，即电场线是和等势面正交的曲线簇. 正点电荷电场 + A B 在静电场中，电荷沿等势面移动时，电场力做功 　按规定，电场中任意两相邻等势面之间的电势差相等，即等势面的疏密程度同样可以表示场强的大小． 两平行带电平板的电场线和等势面 + + + + + + + + + + + + * 第五章 静电场 * 第五章 静电场 §5-1 库仑定律 §5-2 高斯定理 §5-3 静电场力的功 电势 §5-4 静电场中的电介质 §5-5 静电场的能量 叠加原理 库仑定律 点电荷 带电体系 大小 方向 q 可正可负 回顾 体电荷 面电荷 线电荷 适用条件？ 电场强度 (1) (2) 5.2.2 电通量 (electric flux) 均匀电场， 与平面夹角 S? ? ? S 均匀电场， 垂直平面 电场线的数密度表示电场强度的大小. 先从特例入手说明电通量的概念 点乘 标量 电通量可理解为通过某一个曲面的电场线条数 定义有向曲面 回顾 5.2.2 电通量 (electric flux) 通过面积元 dS 的电通量 等于该点电场强度的大小 E 与 dS 垂直场强方向的投影 的乘积。 曲面S的通量为 非均匀电场穿过任意曲面 回顾 规定：法线的正方向为指向闭合曲面的外侧。 闭合曲面的电场强度通量 5.2.2 电通量 (electric flux) 通过闭合曲面的总通量为 1 2 回顾 5.2.3 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） 2）高斯面上的 与那些电荷有关？ 思考 1）哪些电荷对闭合曲面 的 有贡献？ 回顾 4）高斯面上的电场强度为所有内外电荷的总电场强度. 3）仅高斯面内的电荷对高斯面的电场强度通量有贡献. 1）高斯面为封闭曲面. 5）静电场是有源场. 2）穿进高斯面的电场强度通量为负，穿出为正. 总结 高斯定理 2.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. 1.将 从 A 移到 B 点，P 点电场强度是否变化？穿过高斯面 S 的 有否变化？ * 讨论 讨论 3. 真空中有一边长为 a 的正立方体，其中心点上置点电荷 q ，求通过该正立方体其中一个侧面的电场强度通量。 高斯定理 [例5-3] 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) 高斯定理的应用 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + [例5-4]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 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + [例5-4]无限大均匀带电平面的电场强度 无限大带电平面 的电场叠加问题 讨论 计算步骤 对称性分析； 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） 高斯定理的应用 + + + + + [例5-5]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5-5]无限长均匀带电直线的电场强度 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. ⑴ 高斯定理是否成立？ ⑵ 是否可以用高斯定理求场强？ + √ × 讨论 高斯定理 5.3.1 静电场力所作的功 q0