03静电场.ppt

1/8/20231小结小结一、电力线一、电力线一、电力线一、电力线电力线上任一点切线方向与该点的场强方向一致。电力线上任一点切线方向与该点的场强方向一致。在电场中任意一点处，通过垂直于在电场中任意一点处，通过垂直于 的单位面积的电力线的的单位面积的电力线的条数（电力线密度）等于该点处条数（电力线密度）等于该点处 的量值。的量值。性质：性质：不闭合、不闭合、不相交、不相交、沿电力线方向为电势降方向。沿电力线方向为电势降方向。二、电通量二、电通量通过电场中某一曲面的电力线总条数。通过电场中某一曲面的电力线总条数。三、三、高斯定理高斯定理真空中通过任一闭合曲面的电通真空中通过任一闭合曲面的电通量等于包围在闭合曲面内的自由量等于包围在闭合曲面内的自由电荷的代数和的电荷的代数和的1/0倍。倍。1/8/202321、求电量为求电量为Q、半径为半径为R的的均匀带电球面均匀带电球面场强分布。场强分布。2、电量为电量为Q、半径为半径为R 的的均匀均匀带电球体带电球体的场强分布。的场强分布。3、电荷线密度为电荷线密度为 的的无限无限长带电直线长带电直线的场强分布。的场强分布。14、电荷面密度为电荷面密度为 的的无限无限大均匀带电平面大均匀带电平面场强分布。场强分布。5、电荷线密度为电荷线密度为 的的无限无限长圆柱面长圆柱面的场强分布。的场强分布。重要公式重要公式1/8/20233一、电场力作功的特点一、电场力作功的特点在点电荷电场中，电场力作功与路径无关，只与始末位置有关。在点电荷电场中，电场力作功与路径无关，只与始末位置有关。1.1.场源为点电荷场源为点电荷1/8/202342.场源为点电荷系场源为点电荷系点电荷系电场中，电场力作功与路径无关，只与始末位置有关。点电荷系电场中，电场力作功与路径无关，只与始末位置有关。3.场源为任意带电体场源为任意带电体在任意静电场中，电场力作功与路径无关，只与始末位置有关。在任意静电场中，电场力作功与路径无关，只与始末位置有关。静电场力是保守力静电场力是保守力静电场是保守力场静电场是保守力场1/8/20235二、静电场的环流定理二、静电场的环流定理(a点点)闭合路径闭合路径L(a点点)静电场的环流静电场的环流是一切保守力场的数学表达式是一切保守力场的数学表达式1/8/20236三、三、电势能电势能1.电势能差与功的关系电势能差与功的关系2.任一点电势能任一点电势能3.电势能零点的选择电势能零点的选择1/8/20237四、四、电势差电势差1.定义式定义式2.用电势差表示电场力的功用电势差表示电场力的功五、五、电势电势1.定义式定义式2.电势零点的选择电势零点的选择1/8/20238 3.电势能与电势关系电势能与电势关系六、点电荷电势公式六、点电荷电势公式1/8/20239七、七、电势迭加原理电势迭加原理 电场中任一点的电势等于各点电荷单电场中任一点的电势等于各点电荷单独存在时在该点各自产生的电势的代数和独存在时在该点各自产生的电势的代数和1/8/202310八、电势的计算八、电势的计算1.分割带电体直接积分法分割带电体直接积分法基本知识点基本知识点点电荷电势公式点电荷电势公式（1）将带电体分割成无限多个电荷将带电体分割成无限多个电荷元，每个电荷元都可看作点电荷，元，每个电荷元都可看作点电荷，任取电荷元任取电荷元dq （2）按点电荷电势公式，写出点按点电荷电势公式，写出点荷元在荷元在P点的电势点的电势（3）由电势叠加由电势叠加原理求原理求P点电势点电势电势迭加原理电势迭加原理1/8/202311例例1：求均匀带电圆环轴求均匀带电圆环轴线上任一点的电势线上任一点的电势解：解：讨论：讨论：(1).当当 时时:(点电荷点电荷)(2).当当 时时:1/8/202312例例2：解：解：求均匀带电圆盘轴线上任一点的电势求均匀带电圆盘轴线上任一点的电势1/8/2023132.由场强分布求电势由场强分布求电势例例3：均匀带电球面，半径为均匀带电球面，半径为R，带电带电量为量为q。求电场中的电势？求电场中的电势？解：解：P1为球外一点时：为球外一点时：P2在球面上时：在球面上时：1/8/202314P3为球内一点时：为球内一点时：结论结论1/8/2023153.由已知的结论公式叠加由已知的结论公式叠加例例4：如图两均匀带电同心球面。如图两均匀带电同心球面。求：任一点的电势？求：任一点的电势？解：解：由由高斯定理可得场强分布：高斯定理可得场强分布：(1).当当 点点 ：方法一：方法一：由场强分布求电势由场强分布求电势1/8/202316(2).当当 点点 ：1/8/202317(3).当当 点点 ：1/8/202318方法二：方法二：利用球面电势分布结论迭加利用球面电势分布结论迭加1/8/202319例例5：求无限长带电直线电势分布求无限长带电直线电势分布若选取若选取解：解：应选应选 P0 点为电势零点点为电势零点1/8/202320一、电场力作功的特点一、电场力作功的特点作功与路径无关，只与始末位置有关。作功与路径无关，只与始末位置有关。静电场是保守力场静电场是保守力场二、静电场的环流定理二、静电场的环流定理三、三、电势能电势能四、四、电势差电势差用电势差表示用电势差表示电场力的功。电场力的功。小小 结结1/8/202321五、五、电势电势 电势能与电势关系电势能与电势关系六、点电荷电势公式六、点电荷电势公式七、七、电势迭加原理电势迭加原理八、电势的计算八、电势的计算1/8/202322重要结论重要结论1、求均匀带电圆环轴线上任一点的电势求均匀带电圆环轴线上任一点的电势2、求均匀带电圆盘轴线上任一点的电势求均匀带电圆盘轴线上任一点的电势3、均匀带电球面，半径为均匀带电球面，半径为R，带电量为带电量为q。求电场中电势？求电场中电势？4、无限长带电直线电势分布无限长带电直线电势分布1/8/202323