高二物理竞赛电场强度课件.pptx

“近距作用”电场电荷电荷法拉第“超距作用”电荷电荷1 1.(.(静静) )电场电场 (electric field) 产生： (静止)电荷产生(静)电场 性质： 力的性质：对电场中的其他带电体有作用力 能量性质： 在电场中移动其他带电体时，电场力要作功。电场强度电场强度)1例例 均匀带电细棒均匀带电细棒( (L L, , ), ), 求求场强。场强。2解: (1) 中垂线上一点P场强对称性分析：垂直方向抵消ErqEl)(442024222coslrl，cos2EEEx23420)(42lrqlEEEPrl 3220220)(4,)(4llrqErqE2420)(422lrqrlEEE3301241,rirpElr，23420)(42lrqlE304rpE,14330rrqlE）（lr(2) 延长线上一点PEEOPrl0EEPrl 4解: (1) 中垂线上P点场强22cosaya对称性分析: 垂直分量抵消为0, 只有x分量xaPy Eddq= dyEcos)(4220aydydExdq= dy)(4220aydydE52420222322024)(4)(aaLaaydyadEEELLLxxCayayaydy2222/322)(上式利用了aE02 La时(棒无限长)，PaEE 直接对dE积分是常见的错误,一般约定：电荷不说负就算正注意：dEE(方向垂直于棒)6(2) 延长线上dq= dx20)(41xdLdqdE(x: 0L)LxdLdxdEE020)(4)11(40Ldd（方向向右）OPxdLdqx7例例3 3 均匀带电圆环均匀带电圆环( (R R,q), ,q), 求轴线上求轴线上场强。场强。8解：dlrdE204RxxdlrxdEEE20304RdlxRx2023220)(4,dldqRq2rxrdldEdEx.4cos20RRqxRx22)(423220电荷分布对 x 轴对称, 只有x分量XqRxPO dqEd rE91) xR时，204xqE2) x=0时(圆心处),0E方向沿轴线(圆环点电荷) Px23220)(4xRqxE PE10例例4 4 均匀带电圆盘均匀带电圆盘( (R R, , ), ), 求轴线上求轴线上场强。场强。11解：rdrdSdq223220)(4xrxdqdEdExPXxrdqEddrxxdEEERxrrdrx023220(24）Caxaxxdx2223221)（)1 (2220 xRx，Rxrrdrx023220)(2dq121 Rx(无限大), 2 xR, 204xqE(圆盘点电荷)02E(各处E相同)注意：积分元dq的取法1302E *无限大带电平面大小：方向：垂直板面均匀场 讨论： oE0 E0 E E=0oE oE E=0oE oE 14上述问题解题方法：利用圆环轴线上场强公式和场强叠加原理求有宽度圆环、圆面、带孔无限大带电平板及无限大带电平板轴线上的场强分布。注意：式中的dE是一半径为r、宽度为dr的圆环在场点产生的场强大小，方向沿轴线。由于方向相同，无需分解，直接积分。15例例5 5 计算电偶极子在均匀电场中所受的力矩。计算电偶极子在均匀电场中所受的力矩。16+-r+r-q-q+F+F-lOEErqErqFrFrM当电偶极矩p平行于E时,力矩为零 M=0。分析：正负点电荷在电场中受到等大、反向、不在同一条直线的两个力，对电偶极子形成力矩，使其转向电场方向。El qErrqMEp17思考： 根据电量为q的点电荷的场强公式可得点电荷q 所在处(即r=0)的 E等于无限大。 对否？为什么？18