电场强度计算课件.ppt

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1、电场强度的计算电场强度的计算1 1描述电场的物理量描述电场的物理量电电场强度场强度q0q0电场中某点的电场强度等于单位正电荷在该点电场中某点的电场强度等于单位正电荷在该点所受的电场力。所受的电场力。2 2电场强度的计算电场强度的计算电场强度的计算电场强度的计算（1 1）点电荷的电场）点电荷的电场（3 3）连续分布电荷的电场）连续分布电荷的电场（2 2）场强叠加原理和点电荷系的电场）场强叠加原理和点电荷系的电场3 3场点场点源点源点（1)1)点电荷的电场点电荷的电场q+4 4iq0qi对对的作用的作用qiq2q0q1 （2)2)电场强度叠加原理和点电荷系的场强电场强度叠加原理和点电荷系的场强 电

2、场强度叠加原理电场强度叠加原理5 5场点场点点电荷系的电场点电荷系的电场q1+q2-6 6电荷面分密度电荷面分密度电荷体密度电荷体密度电荷线分布密度电荷线分布密度dSdVld(3)连续带电体的电场：连续带电体的电场：体分布、面分布、线分布体分布、面分布、线分布7 7电荷面分布电荷面分布电荷体分布电荷体分布电荷线分布电荷线分布dSdVdqP.所以所以,电荷元：电荷元：计算时将上式在坐标系中进行分计算时将上式在坐标系中进行分解，再对坐标分量积分。解，再对坐标分量积分。ld8 8体电荷分布的带电体的电场体电荷分布的带电体的电场面电荷分布的带电体的电场面电荷分布的带电体的电场线电荷分布的带电体的电场线

3、电荷分布的带电体的电场计算时将上式在坐标系中进行分解，再计算时将上式在坐标系中进行分解，再对坐标分量积分，即对坐标分量积分，即先分后和先分后和：9 9解题思路及步骤：解题思路及步骤：2、建立坐标系、建立坐标系;1、确定电荷密度、确定电荷密度:4、根据库仑定律确定电荷元的、根据库仑定律确定电荷元的 电场强度电场强度dEdE：6、积分求场强分量、积分求场强分量：3、求电荷元电量、求电荷元电量dq;7、求总场的大小和方向、求总场的大小和方向关键是得到电荷关键是得到电荷元的微分形式，元的微分形式，即即dq5、确定、确定dEdE在坐标系中分量形式：在坐标系中分量形式：在坐标系中分量形式：在坐标系中分量形

4、式：注注意意使使用用对对称称性性1010解：解：例例1.1.求电偶极子中垂面上的电场。求电偶极子中垂面上的电场。r+1111若若 rl用矢量形式表示为：用矢量形式表示为：r+电偶极矩（电矩）电偶极矩（电矩）1212例例2.2.求一均匀带电直线周围的电场求一均匀带电直线周围的电场 解：解：建立直角坐标系建立直角坐标系 取线元取线元 dx 带电带电将将投影到坐标轴上投影到坐标轴上xdxyP1313 积分变量代换积分变量代换 代入积分表达式代入积分表达式xdxyP1414 同理可算出同理可算出xdxyP1515均匀带电直线的总场强：均匀带电直线的总场强：1616当直线长度当直线长度记住：无限长均匀带

5、电直线的场强记住：无限长均匀带电直线的场强极限情况，极限情况，1717 例例3 半径为半径为R的均匀带电圆环总电量为的均匀带电圆环总电量为q，求轴线上任一，求轴线上任一点点x处的电场。（课堂练习）处的电场。（课堂练习）xRp由对称性由对称性解：解：18181919所以，由对称性所以，由对称性当当dq 位置发生变化时，它所激发的电场位置发生变化时，它所激发的电场矢量构成了一个圆锥面。矢量构成了一个圆锥面。.2020Rrdr例例4 求均匀带电圆盘轴线上任一点的电场。求均匀带电圆盘轴线上任一点的电场。解：解：由例由例3均匀带电圆环轴线上一点的电场均匀带电圆环轴线上一点的电场xP2121讨论：讨论：1

6、.当当xR2.当当xR无限大均匀带电平面的场强，匀强电场无限大均匀带电平面的场强，匀强电场可视为点电荷的电场可视为点电荷的电场2222课堂练习：课堂练习：求均匀带电半球面求均匀带电半球面(已知已知R,)球心处电场球心处电场.哪一个正确？哪一个正确？2323dl沿沿 方向方向 。因为各圆环在因为各圆环在o o 点处点处 同向同向,可直接积分可直接积分 。其方向取决于其方向取决于 的符号，若的符号，若 ，则，则 沿沿x 。2424场源的定性规律场源的定性规律n n二维无限大均匀带电面场强二维无限大均匀带电面场强渐进行为渐进行为n n一维无限长均匀带电线附近一维无限长均匀带电线附近的场强渐进行为的场强渐进行为n n点电荷场强的渐进行为点电荷场强的渐进行为n n电偶极子场强的渐进行为电偶极子场强的渐进行为n n电四极子场强的渐进行为电四极子场强的渐进行为电三极子？电三极子？2525定性和定量的关系定性和定量的关系1.1.渐进分析2.2.定性分析3.3.物理直觉的建立26261、如图四个电荷分布在边长为、如图四个电荷分布在边长为2a的正方形顶角的正方形顶角,每个每个电荷的带电量大小为电荷的带电量大小为q,计算在计算在x轴的轴的p点（点（-h,0,0）电）电场强度场强度E。x+q+-qyzp课下作业课下作业2、1.3.83、1.3.92727