高二物理竞赛课件：静电场 电场强度.pptx

1,第七章 静止电荷的电场,7-2 静电场 电场强度,相对于观察者为静止的电荷所激发的电场。,2,第七章 静止电荷的电场,7.1 物质的电结构 库仑定律7.2 静电场 电场强度7.3 静电场的高斯定理7.4 静电场的环路定理 电势7.5 电场强度与电势梯度的关系7.6 静电场中的导体7.7 电容器的电容7.8 静电场中的电介质7.9 有电介质时的高斯定理 电位移7.10 静电场的能量,电场 电场强度 电场强度的计算 电场线 电场强度通量,主要任务：研究静电场的分布规律,3,电场,超距作用：不需媒介，不需时间近距作用 (接触作用) ： “以太”充满空间的弹性媒质。,凡是有电荷的地方，四周就存在着电场； 任何电荷都在自己周围的空间激发电场。,电场的基本性质：对处于其中的任何其它电荷都有作用力。电磁场是物质的一种特殊形态；电磁场具有自己的运动规律；电磁场可脱离电荷和电流而独立存在；电磁场和实物一样具有能量、动量等属性。,电场,电荷1,电荷2,?,4,青蛙漂浮,诺贝尔奖得主、超导体专家安德烈海姆就曾经通过给青蛙注射磁性液体的方式，来让青蛙漂浮在超导体上方,5,6,电场强度 ,电场强度：试探电荷所受的力和试探电荷所带电量之比。N/C 伏特/米,与试探电荷无关，仅与试探电荷所处的电场性质有关。,点电荷的场强：,描绘电场不能靠单个矢量，用矢量场；着眼于场强与空间坐标的函数关系。, (,),问题：0 时， ?,7,电场强度叠加原理,电场强度叠加原理：点电荷系所产生的电场在某点的场强 = 各点电荷单独存在时所产生的电场在该点场强的矢量叠加。,推导：,空间某点的电场是空间所有电荷共同产生的。,8,例题 7-4,在直角坐标系的原点（0，0）及离原点1.0m的y轴上（0，1）处分别放置电荷量为q1= 1.010-9C 和 q2= -2.010-9C的点电荷，求x轴上离原点为2.0m处P点场强。,9,例题 7-4,解：,2的矢量式为,据场强叠加原理，P点总场强为,和轴的夹角为的大小：,在直角坐标系的原点（0，0）及离原点1.0m的y轴上（0，1）处分别放置电荷量为q1= 1.010-9C 和 q2= -2.010-9C的点电荷，求x轴上离原点为2.0m处P点场强。,10,例题 7-5,解：1. 电偶极子轴线延长线上任一点P 的场强,求：电偶极子产生的电场强度。（延长线上、中垂线上）,：电偶极矩,电偶极子(electric dipole) ：一对靠得很近的等量异号的点电荷组成的系统。,矢量 的正方向：从负电荷到正电荷的方向,11,例题 7-5,解：,2. 电偶极子轴线的中垂线上任一点的场强,求：电偶极子产生的电场强度。,12,连续带电体的电场,将带电体分成无数个电荷元dq，不一定是点电荷。,求矢量和：,分解、求场强：,充分利用电荷分布的对称性，减少计算。,点电荷：,13,连续分布电荷的场强,电荷的体密度：单位体积内的电荷。 C/m3,电荷的面密度：单位面积内的电荷。 C/m2,电荷的线密度：单位长度内的电荷。 C/m,14,例题 7-6,求: 均匀带电（电荷线密度为）直线外任一点 的场强。,15,例题 7-6,求: 均匀带电（电荷线密度为）直线外任一点 的场强。,解：,同理,讨论：,2）,3）,1) 在导线的中垂线上,16,例题 7-7,求：均匀带电圆环（电荷线密度为）轴线上任一点 的场强。,17,例题 7-7,求：均匀带电圆环（电荷线密度为）轴线上任一点的场强。,电场沿x 方向。,讨论:,2）,3）,1）,a,相当于点电荷的电场。,18,例题 7-8,求: 半径为R ，面电荷密度为 的均匀带电圆盘轴线上的场强。,d,19,叠加思路,20,电场线（电力线）,目的：形象地了解电场分布。电场线：曲线上每一点的切线方向都与该点处的场强E 方向一致。电场线数密度：在电场中任一点取一小面元S与该点场强方向垂直，则穿过S的电场线数N 之比。（大小）,法拉第提出,21,电场线性质,电场线起自正电荷（或来自无穷远），止于负电荷（或伸向无穷远），但不会在没有电荷的地方中断。若带电体系中正、负电荷一样多，则由正电荷出发的全部电场线都集中到负电荷上。两条电场线不会相交。静电场中的电场线不形成闭合线。一般，一个正电荷在电场中的运动轨迹不是沿着电场线.,22,电通量,电场线数密度：,：S面法线与E的夹角,电场线根数：,表征电场分布情况的物理量,23,闭合曲面 电通量,对于闭合曲面：规定指向曲面外部空间的法线矢量为正。因此，电场线穿出曲面的地方，电通量为正。反之为负。,电场线穿出处， -锐角，电通量d 0。电场线穿入处， -钝角，电通量d 0。,闭合面的电通量为穿过整个闭合面的电场线的净条数。,电通量是标量，但有正负。,24,习题（P320）：7-2、7-4、7-7、7-10,作业,