高二物理竞赛第六章真空中的静电场课件 (1).ppt

第六章 真空中的静电场,在电场中描绘一系列的曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点处场强 的方向一致，这些曲线称为电场线。,使穿过垂直于场强方向的面元的电场线条数 与该面元的比值（即电场线密度），与该面元上的场强大小成正比。,电场线的疏密程度表示场强大小的分布，其上任一点的切线方向就是该点处的场强方向。,一 电场线 (electric field line)（电场的图示法）,6.3 电通量 高斯定理,电场线特性,.,. 电场线起始于正电荷（或无限远处），终止于负电荷（或无限远处），不会在没有电荷处中断；,2 . 在没有点电荷的空间，任何两条电场线不会相交；,3 . 电场线不形成闭合曲线。,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,二 电场强度通量(electric flux),通过电场中某一个面的电场线数叫做通过这个面的电场强度通量.,均匀电场 ， 垂直平面,均匀电场 ， 与平面夹角,非均匀电场强度电通量,为封闭曲面,闭合曲面的电场强度通量,规定闭合曲面法线方向向外为正！,即如电场线从闭合曲面内向外穿出，则电通量为正；反之，电通量为负.,例 如图所示 ，有一个三棱柱体放置在电场强度 的匀强电场中 . 求通过此三棱柱体的电场强度通量 .,电场线穿入,电场线穿出,解,三 高斯定理,(Gauss Law),表述,点电荷位于球面中心,高斯定理的导出,点电荷在任意封闭曲面内,由于电场线的连续性，可以看出通过闭合曲面S和球面S的电场线数目相同,点电荷在封闭曲面之外,由多个点电荷产生的电场,1）高斯面上的电场强度为所有内外电荷的总电场强度.,总结：,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负，穿出为正.,例在点电荷 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 .,四 高斯定理的应用,1.对称性分析；2.根据对称性选择合适的高斯面；3. 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）,解题步骤为,1.若在S面上各点场强大小E相等,例1.均匀带电球面的电场强度,一半径为 ,均匀带电为 的球面 .求球面内外任意点电场强度.,解（1）,（2）,例2 无限长均匀带电直线的电场强度,选取闭合的柱型高斯面,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.,例3 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.,选取闭合的柱型高斯面,讨 论,作业,习题册第六章静电场（二）预习6.4，6.5,