《静电场补充习题》课件.pptx

静电场补充习题PPT课件contents目录静电场基本概念静电场的物理性质静电场的数学表述静电场的物理应用静电场的习题解析静电场基本概念01电场是电荷周围存在的一种特殊物质，由正负电荷产生，具有力的作用。电场定义描述电场强弱和方向的物理量，用E表示，单位为伏特每米（V/m）。电场强度表示电场中电场强度的分布情况，电场线的疏密程度表示电场强度的大小。电场线电场与电场强度描述电场中某点电荷所具有 的 势 能，用 符 号$varphi$表示，单位为伏特（V）。电势定义等势面电势差电势相同的各点构成的面，在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。描述电场中两点间电势的差 值，用 符 号$Delta varphi$表示，单位为伏特（V）。030201电势与电势差库仑定律两个静止点电荷之间的相互作用力与它们所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比，用公式$F=kfracq_1q_2r2$表示。电荷定义带正负电的基本粒子，简称电荷，用符号q表示。点电荷当带电体的形状、大小及电荷分布对所研究问题的影响可以忽略时，可视为点电荷。电荷与库仑定律静电场的物理性质02电场线是描述电场分布的假想曲线，始于正电荷，终止于负电荷，不闭合也不相交。电场线的密集程度与电场强度成正比。电场线描述电场强弱的物理量，与电场力、电势差等有直接关系。在匀强电场中，电场强度处处相等。电场强度电场线与电场强度通过任意闭合曲面的电场强度通量等于该闭合曲面内所包围的电荷量。高斯定理反映了电场分布的对称性和电荷分布的线性关系。电场线沿闭合路径绕一圈的积分等于该闭合路径所包围的电荷量乘以常数。环路定理描述了电场线与电荷分布之间的线性关系。高斯定理与环路定理环路定理高斯定理电容描述电容器容纳电荷能力的物理量，由电容器本身的结构决定，与极板面积、间距等因素有关。电容的计算公式为$C=fracQU$，其中$Q$为电荷量，$U$为电压。电容器容纳电荷的电子元件，由两个平行金属板组成，中间是绝缘介质。电容器在电路中起到储存和释放电荷的作用，广泛应用于电子设备和电力系统中。电容与电容器静电场的数学表述03描述静电场中电位分布的偏微分方程，其形式为E=/0E=rho/varepsilon_0E=/0，其中E是电场强度，是电荷密度，0是真空电容率。拉普拉斯方程在电荷分布已知的情况下，描述电位分布的偏微分方程，其形式为D=D是电位移矢量，是电荷密度。泊松方程拉普拉斯方程与泊松方程在给定边界条件下，静电场的电势解是唯一的。唯一性定理用于求解电势的一种方法，通过引入格林函数来简化求解过程。格林函数法处理具有对称性的静电场问题时，可以使用镜像法来简化计算。镜像法电势的解法03电势的边界条件在导体表面，电势为零；在介质分界面，电势满足一定的连续性条件。01边界条件的概念描述电场在导体表面或介质分界面上的行为。02切向电场与法向电场的边界条件在导体表面，切向电场为零；在介质分界面，法向电场连续。电场的边界条件静电场的物理应用04电场力做功电荷在电场中移动时，电场力对它所做的功。电势能与电势差电荷在电场中具有电势能，而电场中两点间的电势差等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。电场力电荷在电场中受到的力。电场力与电场力做功 电场中的导体与绝缘体导体导体内自由电荷可自由移动，在外电场的作用下可形成静电感应现象。绝缘体绝缘体内自由电荷不能自由移动，因此对外界电场不产生静电感应现象。静电感应现象导体在电场中，导体内自由电荷受到外电场的力作用而重新分布的现象。静电场的能量转换在静电场中，电荷的移动可以产生电流，电流的流动可以产生磁场，磁场的变化可以产生电场，因此电场、磁场和电流之间存在着相互转换的关系。静电场的能量储存静电场的能量可以储存于电荷的分布和电场的分布中，当电荷分布改变或电场分布改变时，能量就会释放出来。电场中的能量转换与储存静电场的习题解析05 基础知识的巩固 基础题主要考察静电场的基本概念、性质和定理，包括电场强度、电势、电容等。通过解析这些题目，可以帮助学生巩固基础知识，理解静电场的本质和规律。基础题解析 知识运用能力的提升 提高题通常涉及更复杂的问题，如电场分布的求解、电场力做功的计算等。这些题目要求学生能够灵活运用所学知识，提高解决实际问题的能力。提高题解析 综合能力的考察 综合题通常涉及多个知识点，需要学生综合运用所学知识进行解答。这类题目旨在提高学生的分析能力、推理能力和解题技巧，培养其解决复杂问题的能力。综合题解析THANKS感谢观看