高二物理竞赛静电场的性质课件.pptx

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1、静电场的性质q一一 静电场力所做的功静电场力所做的功0qrlEqWdd0lrrqqd 4300cosddlrlrrrdrrqqWd 4d200BArrrrqqW200d 4 点电荷的电场点电荷的电场ldrdArABrBE)11( 400BArrqq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. .0qW 任意电荷的电场（视为点电荷的组合）任意电荷的电场（视为点电荷的组合）iiEEllEqWd0liilEqd0结论：结论：静电场力做功与路径无关静电场力做功与路径无关. .二二 静电场的环路定理静电场的环路定理EBABAlEqlEq2010dd0)dd(210AB

2、BAlElEq0dllE静电场是保守场静电场是保守场12AB三三 电势能电势能 静静电场是电场是保守场保守场，静电场力是，静电场力是保守力保守力. .静电场力静电场力所做的功就等于电荷所做的功就等于电荷电势能增量电势能增量的的负值负值. .ppp0)(dEEElEqWABABBAABWABEEpp, 0ABEEpp, 0电势能的电势能的大小大小是是相对相对的，电势能的的，电势能的差差是是绝对绝对的的.令令0pBEABAlEqEd0p 试验电荷试验电荷 在电场中某点的电势能，在数值上在电场中某点的电势能，在数值上就等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功就等于把它从该点移到零势能处静电场力所作

3、的功. .0q）（0pBE)(d 0p0pqEqElEABAB( (积分大小与积分大小与 无关无关) )0q四四 电势电势E0qABBABAVlEVd 0pqEVAA点电势点电势A0pqEVBB点电势点电势B)(dpp0ABABEElEqABAlEqEd0p（ 为参考电势，值任选）为参考电势，值任选）BVBABAVlEVd 令令0BVABAlEVd 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有限带电体以无穷远为电势零点，实际问题中常选择地球电势为零零点，实际问题中常选择地球电势为零. .AAlEVd ABBAABlEVVUd 电势差电势差lEVVAAd0 点 物理意义物理意义

4、 把单位正试验电荷从点把单位正试验电荷从点 移到无穷远移到无穷远时，静电场力所作的功时，静电场力所作的功. . A( (将单位正电荷从将单位正电荷从 移到移到 电场力作的功电场力作的功.).)ABABBAABlEVVUd 电势差电势差 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BABAABUqVqVqW000 静电场力的功静电场力的功J10602. 1eV119原子物理中能量单位原子物理中能量单位 单位：单位：伏特伏特）（VqrldE点电荷的电势点电荷的电势rrqE30

5、4令令0VrlrrqVd 430rqV0 4rd0, 00, 0VqVqrrrqr30 4d1q2q3q五五 电势的叠加原理电势的叠加原理 点电荷系点电荷系iiEEAAlEVdlEiAidiiiiAiArqVV04 电荷连续分布电荷连续分布rqVP0 4dA1r1E2r3r2E3EqEdrPVqddqd求电势求电势的方法的方法rqVP0 4d 利用利用 若已知在积分路径上若已知在积分路径上 的函数表达式，的函数表达式， 则则ElEVVAAd0 点（利用了点电荷电势（利用了点电荷电势 ，这一结果已选无限远处为电势零点，即使这一结果已选无限远处为电势零点，即使用此公式的前提条件为用此公式的前提条件

6、为有限大有限大带电体且选带电体且选无限远无限远处为电势零点处为电势零点. .）rqV0 4/讨论讨论例例1：在正方形四个顶点上各放置在正方形四个顶点上各放置 +q、+q、-q、-q 四四个电荷，求正方形中心个电荷，求正方形中心 o 点的电势点的电势 V。qqqqo解：解：由由4104iiirqV)(410qqqqr0r第一类问题：点电荷系电势的计算。第一类问题：点电荷系电势的计算。RlqrVP 2d 41d0rqRlqrVP00 4 2d 41220 4Rxq+Rr 例例2 正电荷正电荷 均匀分布在半径为均匀分布在半径为 的细圆环上的细圆环上. 求求圆环圆环轴线上距环心为轴线上距环心为 处点处

7、点 的电势的电势.qRxPldxPRlqlq 2dddoyzx第二类问题：代数积分法第二类问题：代数积分法连续带电体。连续带电体。RqVx00 40 ，xqVRxP0 4 ，220 4RxqVP讨讨 论论 Rq04xoV21220)( 4Rxq例例3：均匀带电球壳半径为均匀带电球壳半径为 R，电量为，电量为 q，求：，求：球壳内、外的电势分布。球壳内、外的电势分布。oRqrE第三类问题：场强线积分法第三类问题：场强线积分法具有高度具有高度对称的场。对称的场。lEdVaa 高斯面高斯面r解：解：球壳内、外的场强球壳内、外的场强作高斯球面作高斯球面0SE qdS0qdSESr2041rqE,Rr 0qI区：球面内区：球面内01E,Rr II区：球面外区：球面外 qq20241rqEIIIoRqr高斯面高斯面Errl El E211ddVRRr drER20drrqR2041Rq04I区：球壳内电势区：球壳内电势选无穷远为电势选无穷远为电势0点，点，Rr oRqr高斯面高斯面ErIIIr