静电场 (4)优秀课件.ppt

静电场(2)第1页，本讲稿共45页第一节4-14-1电荷-组成实物的某些基本粒子（电子、质子等）的固有属性之一。第2页，本讲稿共45页电荷守恒定律第3页，本讲稿共45页真空库仑定律第4页，本讲稿共45页续库仑定律第5页，本讲稿共45页第二节4-24-2第6页，本讲稿共45页电场强度第7页，本讲稿共45页随堂小议(1)E E 与与q q 成反比，因为成反比，因为公式中公式中 q q0 0 出现在分母上。出现在分母上。电场强度电场强度的物理意义表明的物理意义表明请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案(2)E E 与与 q q 无关，因为分无关，因为分子子F F 中含有中含有 q q 因子。因子。结束选择结束选择第8页，本讲稿共45页(1)E E 与与 q q 成反比，因为成反比，因为公式中公式中 q q0 0 出现在分母上。出现在分母上。电场强度电场强度的物理意义表明的物理意义表明请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案(2)E E 与与 q q 无关，因为无关，因为 分分子子F F 中含有中含有q q 因子。因子。结束选择结束选择小议链接1第9页，本讲稿共45页小议链接2(1)E E 与与q q 成反比，因为成反比，因为公式中公式中 q q0 0 出现在分母上。出现在分母上。电场强度电场强度的物理意义表明的物理意义表明请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案(2)E E 与与 q q 无关，因为分无关，因为分子子F F中含有中含有 q q 因子。因子。结束选择结束选择第10页，本讲稿共45页点电荷的场强第11页，本讲稿共45页点电荷系场强第12页，本讲稿共45页电偶极子场强某点 B 处某点 A 处第13页，本讲稿共45页 其场强分布的特点：其场强分布的特点：场强与电矩成正比，说明场强与电矩成正比，说明电偶极矩决定着电偶极子的电场性质；电偶极矩决定着电偶极子的电场性质；电偶极子的电场比点电荷的电场衰减得快。电偶极子的电场比点电荷的电场衰减得快。两者是完全不同的电场。两者是完全不同的电场。(2)电偶极子轴线中垂面上的场强：电偶极子轴线中垂面上的场强：E与与P同方向。同方向。(1)电偶极子轴线延长线上的场强电偶极子轴线延长线上的场强：第14页，本讲稿共45页带电体的场强第15页，本讲稿共45页电势能第16页，本讲稿共45页续51第17页，本讲稿共45页点电荷例第18页，本讲稿共45页电势electric potential4-44-4第19页，本讲稿共45页电势差第20页，本讲稿共45页叠加原理第21页，本讲稿共45页续56第22页，本讲稿共45页简例第23页，本讲稿共45页小议链接4（1 1）场强为零的地方，）场强为零的地方，电势必定为零；电势必定为零；（2 2）场强相等的地方，）场强相等的地方，电势必定相等；电势必定相等；（3 3）带正电的物体其）带正电的物体其 电一定是正的；电一定是正的；（4 4）以上结论都不对。）以上结论都不对。结束选择结束选择请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案 关于电势的概念下列说法中正确的是关于电势的概念下列说法中正确的是第24页，本讲稿共45页等势面第25页，本讲稿共45页点电荷势场第26页，本讲稿共45页电偶极势场第27页，本讲稿共45页电容器势场第28页，本讲稿共45页电导块势场第29页，本讲稿共45页 电偶极子的轴线电偶极子的轴线从电偶极子的负电从电偶极子的负电荷作一矢径荷作一矢径l到正电荷。到正电荷。电偶极子电偶极子两个相距很近的等量异号两个相距很近的等量异号点电荷点电荷+q与与-q所组成的带电系统。所组成的带电系统。1、电偶极子及其电偶极矩、电偶极子及其电偶极矩一、一、电偶极子电场的电势电偶极子电场的电势第30页，本讲稿共45页P是是矢矢量量，它它是是表表征征电电偶偶极极子子整整体体电电性质的重要物理量。性质的重要物理量。记为：记为：电电偶偶极极子子的的电电偶偶极极矩矩电电偶偶极极子子中中的的一一个个电电荷荷的的电电量量与与轴轴线线的的乘乘积积，简称电矩。简称电矩。第31页，本讲稿共45页2、电偶极子电场中的电势、电偶极子电场中的电势+q、-在在点产生的点产生的电势分别是：电势分别是：第32页，本讲稿共45页a点的总电势为：点的总电势为：设为电偶极子轴线中心到点的距离，根据电偶设为电偶极子轴线中心到点的距离，根据电偶极子的定义有极子的定义有，故可，故可认为，认为，-。故。故有：有：第33页，本讲稿共45页第二，电偶极子电场中电势的分布与方位有关。以电第二，电偶极子电场中电势的分布与方位有关。以电偶极子轴线的中垂面为零势面而将整个电场分为正、偶极子轴线的中垂面为零势面而将整个电场分为正、负两个对称的区域，正电荷所在一侧为正电势区；负负两个对称的区域，正电荷所在一侧为正电势区；负电荷所在一侧为负电势区。电荷所在一侧为负电势区。第一，电偶极子电场中的电势与电矩成正比。说明第一，电偶极子电场中的电势与电矩成正比。说明电矩是表征作为场源的电偶极子整体电性质的物理电矩是表征作为场源的电偶极子整体电性质的物理量，它决定着电偶极子电场的性质。量，它决定着电偶极子电场的性质。上式表明：上式表明：令令ro为从电偶极子中心指向场点为从电偶极子中心指向场点a的单位矢的单位矢量，则量，则第34页，本讲稿共45页 3、电偶极子电场中的场强、电偶极子电场中的场强 其场强分布的特点其场强分布的特点：场强与电矩成正比，说明电：场强与电矩成正比，说明电偶极矩决定着电偶极子的电场性质；偶极矩决定着电偶极子的电场性质；电偶极子的电场比点电荷的电场衰减得快。两电偶极子的电场比点电荷的电场衰减得快。两者是完全不同的电场。者是完全不同的电场。(2)电偶极子轴线中垂面上的场强：电偶极子轴线中垂面上的场强：E与与P同方向。同方向。(1)电偶极子轴线延长线上的场强电偶极子轴线延长线上的场强：第35页，本讲稿共45页二、二、电电偶偶层层电偶层电偶层 指相距很近、互相平行指相距很近、互相平行且带有等值异号电荷面密度的两个带且带有等值异号电荷面密度的两个带电表面。电表面。计算电偶层电场中各点的电势时，计算电偶层电场中各点的电势时，可将电偶层看成是由许多平行排列的电可将电偶层看成是由许多平行排列的电偶极子所组成的。偶极子所组成的。第36页，本讲稿共45页其两面间其两面间的距离为的距离为，两带，两带电平面的电平面的电荷面密电荷面密度分别为度分别为+和和-。其上面积其上面积元元dS所带所带电量为电量为dS。第37页，本讲稿共45页式中为面元至点的距离，式中为面元至点的距离，为面元法线为面元法线与间的夹角。与间的夹角。令令 =电偶层单位面积的电偶极矩，电偶层单位面积的电偶极矩，称为称为层矩层矩，它表征电偶层的特性。，它表征电偶层的特性。由于由于dS很小，该电偶层元可看作是一个电很小，该电偶层元可看作是一个电偶极子，其偶极子，其电矩大小电矩大小为为dS，电矩方向与，电矩方向与面元的法线方向一致。其单独产生的电场面元的法线方向一致。其单独产生的电场在点的电势为：在点的电势为：第38页，本讲稿共45页对对的规定：的规定：若从点看到的电偶层元是带正电荷面若从点看到的电偶层元是带正电荷面密度的那一面，则密度的那一面，则取正值；反之，取正值；反之，取负值。取负值。整个电偶层在整个电偶层在a点的电势为：点的电势为：式中式中dScos/2为面元为面元dS对对a点所张的立体点所张的立体角角d。即。即第39页，本讲稿共45页上式表明：均匀电偶层在某点产生的电上式表明：均匀电偶层在某点产生的电势只决定于层矩势只决定于层矩与电偶层对该点所张的与电偶层对该点所张的立体角立体角，而与电偶层的形状无关。，而与电偶层的形状无关。式中式中为电偶层各个面积元对点所张为电偶层各个面积元对点所张的立体角的代数和。的立体角的代数和。如果整个电偶层上层矩如果整个电偶层上层矩都相等，则上式可写都相等，则上式可写成：成：第40页，本讲稿共45页闭合曲面的均匀电偶层的情况闭合曲面的均匀电偶层的情况：第41页，本讲稿共45页 均匀电偶层的电势均匀电偶层的电势若闭合曲面电偶层不均匀，或其同一若闭合曲面电偶层不均匀，或其同一面的不同部分带有异号电荷，则其闭面的不同部分带有异号电荷，则其闭合电偶层外部空间各点的电势一般不合电偶层外部空间各点的电势一般不为零。为零。膜外空间各点电势为零，而膜内空间膜外空间各点电势为零，而膜内空间各点的电势为：各点的电势为：-4k。第42页，本讲稿共45页一、心电场一、心电场 心肌细胞的极化心肌细胞的极化心肌细胞的电学模型心肌细胞的电学模型第43页，本讲稿共45页二、心电偶的电性质二、心电偶的电性质 我们在研究心脏电性质时，可将其等效为一个电偶极子，称我们在研究心脏电性质时，可将其等效为一个电偶极子，称为心电偶。它在某一时刻的电偶极矩就是所有心肌细胞在该时为心电偶。它在某一时刻的电偶极矩就是所有心肌细胞在该时刻的电偶极矩的矢量和，称为瞬时心电向量。心电偶在空间产刻的电偶极矩的矢量和，称为瞬时心电向量。心电偶在空间产生的电场称为心电场。生的电场称为心电场。第44页，本讲稿共45页二、心电图二、心电图根据人体表面两点间的电压描绘出一条曲线，这种曲线就称为根据人体表面两点间的电压描绘出一条曲线，这种曲线就称为心电图。心电图。(如下图如下图)第45页，本讲稿共45页