大学物理教学资料汇编-静电场小结.ppt

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1、静电场静电场 小结小结 一一、静止电荷间的相互作用力的规律、静止电荷间的相互作用力的规律-库仑定律库仑定律 方向：同种电荷相互排斥，异种电荷互相吸引方向：同种电荷相互排斥，异种电荷互相吸引方向：同种电荷相互排斥，异种电荷互相吸引方向：同种电荷相互排斥，异种电荷互相吸引 大小大小大小大小二二、静电场静电场 服从静电力的叠加原理服从静电力的叠加原理服从静电力的叠加原理服从静电力的叠加原理1 1、静电场的性质、静电场的性质 对电荷有力的作用对电荷有力的作用、静电场是保守力场，电场力作功与路径无关静电场是保守力场，电场力作功与路径无关 -静电场的环路定理静电场的环路定理 电势能电势能 电势（标量）电势

2、（标量）关系关系 电势差与电场力作功的关系电势差与电场力作功的关系电场线、等势面的性质及其与电场的关系：电场线、等势面的性质及其与电场的关系：电场强度与等势面处处正交。电场强度与等势面处处正交。等势面越密处电场强度越大，反之电场强度越小。等势面越密处电场强度越大，反之电场强度越小。沿电力线方向电势依次降落。沿电力线方向电势依次降落。、有源场有源场静电场的高斯定理静电场的高斯定理电通量的计算电通量的计算对封闭曲面，电场线穿入时电通量为负，穿出时电通量为正对封闭曲面，电场线穿入时电通量为负，穿出时电通量为正表达式中各项的物理意义表达式中各项的物理意义、场强具有叠加性场强具有叠加性-电场强度的矢量叠

3、加原理电场强度的矢量叠加原理静静电场具有能量电场具有能量（或积分）（或积分）电场能量密度电场能量密度：2 2、两个基本物理量、两个基本物理量 （1 1）电场强度电场强度 、定义式、定义式、计算、计算库仑定律库仑定律 定义式定义式点电荷的场强点电荷的场强场强叠加原理场强叠加原理 任意带电体的场强任意带电体的场强注意：在实际计算中，需要把电荷元的电场在坐标系中分注意：在实际计算中，需要把电荷元的电场在坐标系中分解后，再求和或积分。解后，再求和或积分。基基本本方方法法 用高斯定理求具有对称性电荷分布带电体的场强用高斯定理求具有对称性电荷分布带电体的场强无限大均匀带电平面无限大均匀带电平面无限长均匀带

4、电直线（圆柱面，圆柱体）无限长均匀带电直线（圆柱面，圆柱体）均匀带电球面（球体）均匀带电球面（球体）特特殊殊方方法法 其其它它方方法法 用电场强度和电势梯度的关系求场强用电场强度和电势梯度的关系求场强（2）电势电势V、V的定义式的定义式、V的计算的计算法一法一 用定义式计算（要求知道电场强度的分布）用定义式计算（要求知道电场强度的分布）法二法二 点电荷电场中的电势点电荷电场中的电势 （或已知特殊带电体的电势分布）（或已知特殊带电体的电势分布）电势叠加原理电势叠加原理带电体系统的电势带电体系统的电势注意、电偶极子在电场中受到的力和力矩注意、电偶极子在电场中受到的力和力矩匀强电场中：匀强电场中：受

5、合力为受合力为0力矩力矩力矩使电偶极子最终转向外电场方向力矩使电偶极子最终转向外电场方向三、导体的静电平衡三、导体的静电平衡2、导体静电平衡的必要条件：导体静电平衡的必要条件：导体内任一点的电场强度都等于零导体内任一点的电场强度都等于零1、静电平衡状态：导体的内部和表面都没有电荷作任何宏静电平衡状态：导体的内部和表面都没有电荷作任何宏观定向运动的状态观定向运动的状态.3、导体导体静电平衡性质静电平衡性质：2)导体表面任一点导体表面任一点 场强方向垂直于表面场强方向垂直于表面1)导体为导体为等势体等势体，导体表面为，导体表面为等势面等势面3)对实心带电导体，对实心带电导体，内部处处没有净电荷内部

6、处处没有净电荷存在存在,电荷只能分电荷只能分布于导体的表面上布于导体的表面上.4)导体表面附近的导体表面附近的场强场强方向与表面垂直方向与表面垂直，大小与该处电荷的面密度成正比大小与该处电荷的面密度成正比.在静电平衡状态下在静电平衡状态下,导体空腔内各点的场强等于零导体空腔内各点的场强等于零,空腔空腔的内表面上处处没有电荷分布的内表面上处处没有电荷分布.5)对空腔导体对空腔导体(带电荷带电荷Q)腔内无电荷，导体的腔内无电荷，导体的电荷只能分布在外表面。电荷只能分布在外表面。腔内有电荷腔内有电荷 q时时,导体的内表面电荷导体的内表面电荷-q,外表面电荷外表面电荷Q+q 静电屏蔽：静电屏蔽：在静电

7、平衡状态下，在静电平衡状态下，空腔导体外面的带电体不会影响空腔内部的电场分布空腔导体外面的带电体不会影响空腔内部的电场分布;一个接地的空腔导体一个接地的空腔导体,空腔内的带电体对空腔外的物体空腔内的带电体对空腔外的物体不产生影响。不产生影响。原原则则1.静电平衡的条件静电平衡的条件2.基本基本性质方程性质方程3.电荷守恒定律电荷守恒定律4、有导体存在时静电场的计算有导体存在时静电场的计算1 1、孤立导体的孤立导体的电容电容四四 电容器电容器2、电容器的电容电容器的电容注意：注意：两极板间插入电介质或金属板对两极板间插入电介质或金属板对电容器电容的影响电容器电容的影响4、电容器串、并联的特点电容器串、并联的特点3、影响电容大小的因素影响电容大小的因素5、电容器储能电容器储能电荷分布电荷分布 电场强度电场强度 电势电势点电荷点电荷均匀带电均匀带电 球面（球面（R）均匀带电均匀带电 球体（球体（R）无限长均匀无限长均匀带电直线带电直线无限长均匀带无限长均匀带电电 圆柱面圆柱面无限长均匀无限长均匀带电圆柱体带电圆柱体无限大均匀无限大均匀带电平面带电平面几个特殊带电体电场、电势的分布几个特殊带电体电场、电势的分布