2021-2022学年高二物理竞赛课件：高斯定理的应用.pptx

第九章第九章 静电场静电场高斯定理的应用第九章第九章 静电场静电场由多个点电荷产生的电场由多个点电荷产生的电场第九章第九章 静电场静电场1 1）高斯面上的电场强度为）高斯面上的电场强度为内外所有电荷内外所有电荷的总电场强度的总电场强度.2 2）穿进穿进高斯面的电场强度通量高斯面的电场强度通量为负为负，穿出为正穿出为正.4 4）静电场是）静电场是有源场有源场.总总 结结库仑定律：从电荷间的相互作用反映静电场性质。（静电场）库仑定律：从电荷间的相互作用反映静电场性质。（静电场）高斯定理：从场和场源电荷关系反映静电场性质。（静、变化）高斯定理：从场和场源电荷关系反映静电场性质。（静、变化）3）穿过高斯面的电场强度通量仅与高斯面）穿过高斯面的电场强度通量仅与高斯面内内的电荷系有关，的电荷系有关，与高斯面与高斯面形状形状和电荷系和电荷系分布情况分布情况无关。无关。注意：注意：第九章第九章 静电场静电场（2 2）在点电荷）在点电荷 和和 的静电场中，做如下的三个闭合面的静电场中，做如下的三个闭合面 求通过各闭合面求通过各闭合面 的电通量的电通量 .讨论：讨论：（1 1）将将 从从 移到移到点点 电场强度是否变化电场强度是否变化？穿过高斯面穿过高斯面 的的 有否变化有否变化？*第九章第九章 静电场静电场 高斯定理的应用高斯定理的应用（3 3）应用高斯定理计算）应用高斯定理计算.其步骤为：其步骤为：（1）对称性分析）对称性分析（用高斯定理求解的电场分布必须具有（用高斯定理求解的电场分布必须具有高度对称性高度对称性)（2）根据对称性选择合适的高斯面：）根据对称性选择合适的高斯面：均匀带电球面均匀带电球面/球体球体/球壳球壳均匀带电无限长直线均匀带电无限长直线/圆柱体圆柱体/圆柱面圆柱面均匀带电无限大平面均匀带电无限大平面/平板平板（电场分布（电场分布球对称球对称)(电场分布电场分布轴对称轴对称)(电场分布电场分布面对称面对称)GS面为柱面柱面GSGS面为面为球面球面）如果一个点电荷如果一个点电荷 位于立方体的中心位于立方体的中心,则通过立方体各表面则通过立方体各表面的电通量为的电通量为_._.第九章第九章 静电场静电场例例 均匀带电薄球壳的电场强度均匀带电薄球壳的电场强度 一半径为一半径为 ,均匀带电均匀带电 的薄球壳的薄球壳.求球壳内外任意点的求球壳内外任意点的电场强度电场强度.解：解：对称性分析：对称性分析：+电荷球对称分布电荷球对称分布场强球对称分布场强球对称分布第九章第九章 静电场静电场（1）（2）+取球面为高斯面取球面为高斯面电荷分布球对称电荷分布球对称,方向方向:第九章第九章 静电场静电场+例例 无限长均匀带电直线的电场强度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，即电荷线密无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为度为 ，求距直线为，求距直线为 处的电场强度处的电场强度.对称性分析：对称性分析：解解:电荷轴对称分布电荷轴对称分布场强轴对称分布场强轴对称分布+第九章第九章 静电场静电场+选柱面为高斯面选柱面为高斯面+电荷分布轴对称电荷分布轴对称,方向方向:第九章第九章 静电场静电场+例例 无限大均匀带电平面的电场强度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，即电荷面密度无限大均匀带电平面，单位面积上的电荷，即电荷面密度为为 ，求距平面为，求距平面为 处的电场强度处的电场强度.对称性分析：对称性分析：解解:垂直平面垂直平面两侧距平面等距处两侧距平面等距处E相等相等电场分布电场分布面对称面对称电荷分布电荷分布面对称面对称第九章第九章 静电场静电场+对无限大带电平面对无限大带电平面,选柱面为高斯面选柱面为高斯面底面积底面积+方向方向:平面平面(均匀电场均匀电场)第九章第九章 静电场静电场第九章第九章 静电场静电场讨讨 论论无无限限大大带带电电平平面面的的电电场场叠叠加加问问题题第九章第九章 静电场静电场均匀带电球面均匀带电球面/球体球体/球壳球壳均匀带电无限长直线均匀带电无限长直线/圆柱体圆柱体/圆柱面圆柱面均匀带电无限大平面均匀带电无限大平面/平板平板（电场分布球对称（电场分布球对称)(电场分布轴对称电场分布轴对称)(电场分布面对称电场分布面对称)（GSGS面为柱面面为柱面）总结总结叠加法叠加法电荷连续分布带电体：电荷连续分布带电体：高斯定理法高斯定理法注意：注意：先分解后求和或积分先分解后求和或积分电场分布具有电场分布具有高度对称性高度对称性：点电荷系：点电荷系：求求GSGS面为球面面为球面）