2021-2022学年高二物理竞赛课件：等势面场强与电势的微分关系.pptx

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1、等势面等势面 场强与电势的微分场强与电势的微分关系关系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等势面的等势面的疏密疏密程度程度也可以表也可以表示场强的大小示场强的大小规定：两相邻等势面的电势差相等。规定：两相邻等势面的电势差相等。电场中电势相等的点所构成的曲面。电场中电势相等的点所构成的曲面。等势面RqUrR1234例、例、三个同心带电球面，半径分别为三个同心带电球面，半径分别为 ，电荷分别为电荷分别为 ，求电势分布。，求电势分布。1234区域区域3处于球处于球1、球、球2之外，球之外，球3之内之内区域区域4处于球处于球1、球、球2、球、球3之外之外区域区域1均处于球均处于球1

2、、球、球2、球、球3之内之内区域区域2处于球处于球1之外，球之外，球2、球、球3之内之内例例 “无限长无限长”带电直导线的电势。带电直导线的电势。解解令令能否选能否选？+q A-q BCD例例:解解 例：例：计算计算电偶极子在外电场中的电势能电偶极子在外电场中的电势能。解解：稳定平衡位置稳定平衡位置 非稳定平衡位置非稳定平衡位置 内容回顾内容回顾两平行带电平板的电场线和等势面两平行带电平板的电场线和等势面两平行带电平板的电场线和等势面两平行带电平板的电场线和等势面+一对等量异号点电荷的电场线和等势面一对等量异号点电荷的电场线和等势面一对等量异号点电荷的电场线和等势面一对等量异号点电荷的电场线和

3、等势面+等势面的性质等势面的性质（2）等势面与电场线处处正交。）等势面与电场线处处正交。（3）电场线总是由高电势等势面指向低电势等势面。）电场线总是由高电势等势面指向低电势等势面。（4）等势面密集处场强大，等势面稀疏处场强小。）等势面密集处场强大，等势面稀疏处场强小。（1）电荷沿等势面移动电场力不作功。）电荷沿等势面移动电场力不作功。注意注意：在实际中，等势面常用实验方法直接测定并描：在实际中，等势面常用实验方法直接测定并描绘出来，便可据此分析和控制电场线的分布。绘出来，便可据此分析和控制电场线的分布。定义电势梯度：定义电势梯度：电势梯度是一个矢量，方向与该点电势增加率最电势梯度是一个矢量，方向与该点电势增加率最大的方向相同，大小等于沿该方向上的电势增加率。大的方向相同，大小等于沿该方向上的电势增加率。电势梯度电势增加率：电势增加率：1、2、结论结论 此式为求场强提供了一种新的途径，即第三种方法此式为求场强提供了一种新的途径，即第三种方法电势梯度法。电势梯度法。直角坐标系直角坐标系球坐标系球坐标系