静电场 (4)精选文档.ppt

静电场(2)本讲稿第一页，共四十五页第一节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。本讲稿第二页，共四十五页电荷守恒定律本讲稿第三页，共四十五页真空库仑定律本讲稿第四页，共四十五页续库仑定律本讲稿第五页，共四十五页第二节4-24-2本讲稿第六页，共四十五页电场强度本讲稿第七页，共四十五页随堂小议(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，因为分子无关，因为分子F F 中含有中含有 q q 因子。因子。结束选择结束选择本讲稿第八页，共四十五页(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本讲稿第九页，共四十五页小议链接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。结束选择结束选择本讲稿第十页，共四十五页点电荷的场强本讲稿第十一页，共四十五页点电荷系场强本讲稿第十二页，共四十五页电偶极子场强某点 B 处某点 A 处本讲稿第十三页，共四十五页 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。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：本讲稿第十四页，共四十五页带电体的场强本讲稿第十五页，共四十五页电势能本讲稿第十六页，共四十五页续51本讲稿第十七页，共四十五页点电荷例本讲稿第十八页，共四十五页电势electric potential4-44-4本讲稿第十九页，共四十五页电势差本讲稿第二十页，共四十五页叠加原理本讲稿第二十一页，共四十五页续56本讲稿第二十二页，共四十五页简例本讲稿第二十三页，共四十五页小议链接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本讲稿第二十四页，共四十五页等势面本讲稿第二十五页，共四十五页点电荷势场本讲稿第二十六页，共四十五页电偶极势场本讲稿第二十七页，共四十五页电容器势场本讲稿第二十八页，共四十五页电导块势场本讲稿第二十九页，共四十五页 电偶极子的轴线电偶极子的轴线从电偶极子的负电荷从电偶极子的负电荷作一矢径作一矢径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点两个相距很近的等量异号点电荷电荷+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本讲稿第三十页，共四十五页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，简称电矩。积，简称电矩。本讲稿第三十一页，共四十五页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：本讲稿第三十二页，共四十五页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偶极子的定义有，故，故可认为，可认为，-。故有：故有：本讲稿第三十三页，共四十五页第二，电偶极子电场中电势的分布与方位有关。以电偶第二，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、负两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；负电荷所个对称的区域，正电荷所在一侧为正电势区；负电荷所在一侧为负电势区。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明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。物理量，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，则本讲稿第三十四页，共四十五页 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：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。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：本讲稿第三十五页，共四十五页二、二、电电偶偶层层电偶层电偶层 指相距很近、互相平行且指相距很近、互相平行且带有等值异号电荷面密度的两个带电表带有等值异号电荷面密度的两个带电表面。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可将电偶层看成是由许多平行排列的电偶极子所组成的。电偶极子所组成的。本讲稿第三十六页，共四十五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。本讲稿第三十七页，共四十五页式中为面元至点的距离，式中为面元至点的距离，为面元法为面元法线与间的夹角。线与间的夹角。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偶很小，该电偶层元可看作是一个电偶极子，其极子，其电矩大小电矩大小为为dS，电矩方向与面，电矩方向与面元的法线方向一致。其单独产生的电场在元的法线方向一致。其单独产生的电场在点的电势为：点的电势为：本讲稿第三十八页，共四十五页对对的规定：的规定：若从点看到的电偶层元是带正电荷面密若从点看到的电偶层元是带正电荷面密度的那一面，则度的那一面，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点所张的立点所张的立体角体角d。即。即本讲稿第三十九页，共四十五页上式表明：均匀电偶层在某点产生的电势只上式表明：均匀电偶层在某点产生的电势只决定于层矩决定于层矩与电偶层对该点所张的立体角与电偶层对该点所张的立体角，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的为电偶层各个面积元对点所张的立体角的代数和。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，则上式可都相等，则上式可写成：写成：本讲稿第四十页，共四十五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：本讲稿第四十一页，共四十五页 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，而膜内空膜外空间各点电势为零，而膜内空间各点的电势为：间各点的电势为：-4k。本讲稿第四十二页，共四十五页一、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本讲稿第四十三页，共四十五页二、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，称为心电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刻的电偶极矩偶。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。心电偶在空间产生的电场称为心电场。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。本讲稿第四十四页，共四十五页二、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，这种曲线就称为心电图。(如下图如下图)本讲稿第四十五页，共四十五页