大学物理电场力的功电势.ppt
1一一 电场力的功电场力的功 点电荷的电场点电荷的电场结果结果:仅与仅与 的的始末始末位置位置有关有关，与路径无关，与路径无关.5.3 电场力的功电场力的功 电势电势2 任意带电体的电场（带电体可看成是许多点电任意带电体的电场（带电体可看成是许多点电荷的集合）荷的集合）功只取决于路径的始末位置，与路径无关。静电力是功只取决于路径的始末位置，与路径无关。静电力是保守力，静电场是保守力场保守力，静电场是保守力场.3二二 静电场的环流静电场的环流(路路)定理定理cd上式表明，在静电场中场强上式表明，在静电场中场强 的环流恒等于零的环流恒等于零静电静电场的环流定理场的环流定理4三三 电势能（电势能（W)静电场是静电场是保守力场保守力场.静电场力所做的功等于相应静电场力所做的功等于相应电势能增量电势能增量的的负值负值.当场源电荷当场源电荷局限在有限大小局限在有限大小的空间里时，常把电势能零的空间里时，常把电势能零点选在无穷远处，即点选在无穷远处，即W=0，则，则q0在在任意点任意点a的电势能为的电势能为电势能是相对量，与参考零点的选取有关电势能是相对量，与参考零点的选取有关电势能属于试验电荷和电势能属于试验电荷和电场组成的系统电场组成的系统5四四 电势电势 电势差电势差 电势是标量，单位：电势是标量，单位：伏特伏特a点电势能点电势能静静电场电场中任意两点中任意两点a和和b电势电势之差称之差称为为a，b两点的两点的电势电势差差，也称也称为为电压电压.原子物理中能量单位原子物理中能量单位6 电势零点选择方法：电势零点选择方法：有限带电体以无穷远为电势零有限带电体以无穷远为电势零点；当场源电荷广延到无穷远时，可选场中任一合适的点；当场源电荷广延到无穷远时，可选场中任一合适的点为电势零点；实际问题中常选择地球为电势零点点为电势零点；实际问题中常选择地球为电势零点.电势差是绝对的，与电势零点的选择无关；电势差是绝对的，与电势零点的选择无关；电势大小是相对的，与电势零点的选择有关电势大小是相对的，与电势零点的选择有关.注意注意 静电场力的功静电场力的功71.1.1.1.点电荷电场的电势点电荷电场的电势点电荷电场的电势点电荷电场的电势令令五五 电势的计算电势的计算82.2.2.2.电势叠加原理电势叠加原理电势叠加原理电势叠加原理 点电荷系点电荷系9 电荷连续分布电荷连续分布10解解如图，取如图，取 =0=0，则对任一场点，则对任一场点P，其电势，其电势例例8.98.9求电偶极子电场中任一点的电势求电偶极子电场中任一点的电势.电偶极子电偶极子的电矩的电矩 .11 例例8.118.11 正电荷正电荷q均匀分布在半径为均匀分布在半径为R的细圆的细圆环上环上.求环轴线上求环轴线上距距环心为环心为x处的点处的点P的电势的电势.解解12例例8.108.10求均匀带电球面的电场中电势的分布求均匀带电球面的电场中电势的分布.设球设球面半径为面半径为R，总电量为，总电量为q.解解：r R球面外各点的电势与全部电荷集中在球心时的点电荷的球面外各点的电势与全部电荷集中在球心时的点电荷的电势相同；球面内任一点的电势都相等，且等于球面上电势相同；球面内任一点的电势都相等，且等于球面上的电势的电势.13xdxxq，LaP例例8.12：求求P点的电势。点的电势。O14例例8.11：如图，半径分别为如图，半径分别为RA和和RB的两个同心均匀带电的两个同心均匀带电球面球面A和和B，内球面，内球面A带电带电+q，外球面，外球面B带电带电-q，求，求A,B两两球面的电势差。球面的电势差。解：球面解：球面A在球外的电场强度为在球外的电场强度为球面球面B在球内的电场强度为在球内的电场强度为所以，在所以，在RA和和RB之间的合场强为之间的合场强为15 空间空间电势相等的点电势相等的点连接起来所形成的曲面称为连接起来所形成的曲面称为等等势面势面.如：点电荷电场中，等势面是球面等。如：点电荷电场中，等势面是球面等。六六 等势面等势面由于由于q0,E,dl 都不等于零，故都不等于零，故cos=0，即，即=/2.所以，所以，E与与dl垂直，即电力线与等势面正交。垂直，即电力线与等势面正交。还可以证明，电力线总是指向电势下降的方向。还可以证明，电力线总是指向电势下降的方向。在任意静电场中，等势面与电力线总是处处正交在任意静电场中，等势面与电力线总是处处正交.在静电场中，电荷在静电场中，电荷q0 0沿等势面一位移元沿等势面一位移元 从从a点移动到点移动到b点时，电场力做功为点时，电场力做功为16点点点点电电电电荷荷荷荷的的的的等等等等势势势势面面面面 若规定电场中任意两相邻等势面之间的电势差相等，若规定电场中任意两相邻等势面之间的电势差相等，则等势面的则等势面的疏密程度疏密程度可以表示场强的大小可以表示场强的大小17两平行带电平板的电力线和等势面两平行带电平板的电力线和等势面两平行带电平板的电力线和等势面两平行带电平板的电力线和等势面+18一对等量异号点电荷的电力线和等势面一对等量异号点电荷的电力线和等势面一对等量异号点电荷的电力线和等势面一对等量异号点电荷的电力线和等势面+19讨论讨论1）电场弱的地方电势低；电场强的地方电势高？电场弱的地方电势低；电场强的地方电势高？电势零点可以任选电势零点可以任选2）场强是否为零由电场本身决定场强是否为零由电场本身决定.3）电势相等的地方，场强一定相等吗？电势相等的地方，场强一定相等吗？场强是矢量，电势是相对界定的场强是矢量，电势是相对界定的.正负点电荷电场中间的等势面场强不同正负点电荷电场中间的等势面场强不同.20例：例：DD21作业题作业题一圆盘半径为一圆盘半径为R，圆盘均匀带电，电荷面密度为，圆盘均匀带电，电荷面密度为，求，求轴线上离圆盘中心轴线上离圆盘中心O点为点为R处的电势处的电势.
