电场强度 高斯定理 电势ppt课件.ppt

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1、物理学的第二次大综合法拉第的电磁感应定律：电磁一体麦克斯韦电磁场统一理论（19世纪中叶）赫兹在实验中证实电磁波的存在，光是电磁波技术上的重要意义：发电机、电动机、无线电技术等库仑定律：电荷与电荷间的相互作用（磁极与磁极间的相互作用）奥斯特的发现：电流的磁效应，安培发现电流与电流间的相互作用规律静电场的概念电荷的量子化1、电荷有两类，正电荷、负电2、电荷的量子化3、同性相斥，异性相吸.电荷守恒定律电荷不能创造，也不会被消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在整个过程中电荷的代数和守恒（或不变）。

2、电荷的相对论不变性一个电荷的电量与它的运动状态无关，也就是说，在不同惯性系中测量同一带电粒子的电量是相同的。1785年库仑总结出两个点电荷之间的作用规律。1.点电荷：带电体本身的线度<<所研究的问题中涉及的距离。库仑定律库仑定律真空中的介电常数q1q2>0,F12与r0反向；q1q2<0,F12与r0同向；电场是电荷周围存在的一种特殊物质。电荷q1电荷q2电场E基本性质：它对处在其中的任何电荷都有力的作用一、电场强度E空间某点场强的大小等于单位点电荷在该处所受到的电场力的大小，其方向是试验正电荷在该点所受到的电场力的方向。电场

3、电场强度1、点电荷的场强场源电荷q，场点P处检验电荷q0在电场中受力F。q所激发的电场在P点的场强方向：正检验电荷在该点的受力方向。注意几点1.电场强度与检验电荷无关，只与场源电荷和场点位置有关2.检验电荷电量不能影响原电荷电场强度的大小和分布2、场叠加原理点电荷系：空间某点的场强为各个点电荷在该点产生的场强的矢量和。点电荷系电场解：由对称性分析Ey=0例1：求电偶极子中垂线上一点的电场强度。电偶极矩:E的方向沿x轴的负向由于l<

4、荷元。2.电荷元的场3.由场叠加原理，连续分布的带电体在p点的场强考虑到具体的情况有：面分布体分布线分布四、解题思路及应用举例1.建立坐标系4.确定电荷元的场5.求场强分量Ex、Ey体,2.确定电荷密度:面,线3.求电荷元电量：体dq=dV,面dq=dS,线dq=dl6.求总场例：有限长的细棒均匀带电，电荷线密度为，求距细棒a处的一点P场强。已知P与棒两端点的连线与棒的夹角分别为和。合场强为讨论1.如果细棒无限长，则有2.如果P点在中垂面上，则有3.P点在延长线上，，或xxlbP试求电荷分布为λ＝kx,则在延长线上

5、距离一段长度为b的P点的电场强度例：均匀带电圆环半径为R，带电量为Q，求：圆环轴线上一点的场强。由场对称性Ey=0讨论1.环心处：x=0,E=02.当x>>R,相当于点电荷的场。3.场强极大值位置：令例:一个内外半径分别为R1和R2的圆环形平面板均匀带电，带电量为Q，试求该圆环形平面板在轴线上任一点的场强分布dE解:把圆环分割成许多半径为r，宽度为dr的细圆环，其电量其中该环在P点产生的场强大小为由于dE的方向相同，所以整个圆环形平面板在P点的场强都沿Z轴的正方向方向沿x轴向右（认为Q>0）特例：1.圆形平面板，R1=0，得2

6、.带有圆孔的均匀带电无限大平板，认为若R1=0，则一、电力线为形象描绘静电场而引入的一组空间曲线。1.规定电力线上某点的切线方向为该点的场强方向电力线密度与该面元上的场强大小成正比电力线密度：穿过单位垂直面积的电力线根数，即穿过垂直于场强方向的面元的电力线条数与该面元的比值。二、电力线性质1.电力线始于正电荷，终止于负电荷，不会在无电荷处中断3.在没有电荷处两条电力线不能相交。2.电力线密处场强大，电力线疏处场强小。4.静电场中的电力线不形成闭合曲线。三、电通量在电场中穿过某一曲面s的电力线数目，称为该曲面的电通量。均匀电场

7、，垂直平面均匀电场，与平面夹角非均匀电场任意曲面的电通量1.穿过面元dS电通量2.穿过任意曲面的电通量电力线穿出闭合面为正通量，电力线穿入闭合面为负通量。3.穿过闭合曲面的电通量2.对闭合曲面，规定由内向外的方向，即外法线方向为正向面元法线方向规定：1.对于单个面元或者不闭合的面元，可任意取在真空中的任何静电场中，穿过任一闭合曲面的电通量，在数值上等于该闭合曲面内包围的电量代数和除以0，与闭合面外的电荷无关。高斯定理几点说明1.高斯面为闭合面3.E为高斯面上各面元处的场强，是由闭合面内外所有电荷共同激发的2.电通量只与

8、面内电荷有关，与面外电荷无关4.=0，不一定面内无电荷，有可能面内电荷等量异号连续带电体S内的净电荷请思考：1）高斯面上的与那些电荷有关？2）哪些电荷对闭合曲面的有贡献？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.讨论点电场强度是否变化？穿过高斯面的有否