大学物理静电场复习.pptx

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1、1.掌握电场强度、电通量的概念正确理解场强叠加原理。掌握电场强度、电通量的概念正确理解场强叠加原理。2.掌握用点电荷场强公式及场强叠加原理求场强的方法。掌握用点电荷场强公式及场强叠加原理求场强的方法。3.正确理解高斯定理。掌握用求高斯定律场强的方法正确理解高斯定理。掌握用求高斯定律场强的方法.4.理解静电场的保守性。掌握电势差电势的概念理解静电场的保守性。掌握电势差电势的概念,掌握掌握电势叠加原理。电势叠加原理。5.掌握已知电荷分布求电势的方法。掌握已知电荷分布求电势的方法。6.掌握电势与场强的积分关系掌握电势与场强的积分关系,理解电势与场强的微分理解电势与场强的微分关系关系.&学习要求学习要

2、求&知识点框图知识点框图两个物理量两个物理量两个基本方程两个基本方程两种计算思路两种计算思路 1.基本概念基本概念(1)电场强度定义电场强度定义(2)电通量电通量(3)电势电势 2.基本的定律和定理基本的定律和定理 (1)库仑定律库仑定律 (2)场强叠加原理场强叠加原理 (3)高斯定理高斯定理&基本概念和规律基本概念和规律(4)静电场的环流定理静电场的环流定理电场强度电场强度:(点电荷系点电荷系)电势电势:(点电荷系点电荷系)(5)电场强度与电势的关系电场强度与电势的关系电荷具有一定分布的情况下电荷具有一定分布的情况下,用电荷密度表示用电荷密度表示dq。电荷线密度电荷线密度:电荷面密度电荷面密

3、度:电荷体密度电荷体密度:(化为分量式计算化为分量式计算)5.几种典型带几种典型带电体的电场强度和电势电体的电场强度和电势(1)点电荷及点电荷及球对称电荷以外球对称电荷以外空间空间(2)无限长均匀带电圆柱面（或直棒）无限长均匀带电圆柱面（或直棒）(3)无限大均匀带电平面外无限大均匀带电平面外球对称球对称拄对称拄对称面对称面对称推广推广:均匀带电球面（球体）均匀带电球面（球体）;球对称球对称(=(r)(=(r)带电球体。带电球体。推广：无限长均匀带电圆柱体推广：无限长均匀带电圆柱体推广：无限长均匀带电平板推广：无限长均匀带电平板推导(4)均匀带电圆环轴线上均匀带电圆环轴线上6.电势差电势差7.电

4、场力的功电场力的功(5)均匀带电圆盘均匀带电圆盘轴轴线上线上 1.导体静电平衡的条件导体静电平衡的条件(1)用电场强度描述用电场强度描述(2)用电势描述用电势描述:整个导体是等势体整个导体是等势体,表面是等势面。表面是等势面。导体内部任一点的电场强度为零导体内部任一点的电场强度为零导体表面上任一点的电场强度垂直于该点的表面。导体表面上任一点的电场强度垂直于该点的表面。(3)用电荷分布描述用电荷分布描述:导体内部没有电荷导体内部没有电荷,电荷只分电荷只分布在导体表面。且布在导体表面。且电容器的电容电容器的电容三种常见的电容器：三种常见的电容器：平行板电容器平行板电容器4.电容器电容器 电容电容

5、圆柱形电容器的电容圆柱形电容器的电容球形电容器的电容球形电容器的电容电容器的能量电容器的能量 5.静电场的能量静电场的能量 电场能量的体密度：电场能量的体密度：电场能电场能:电场能是整个电场的总能量电场能是整个电场的总能量当均匀当均匀电介质电介质电介质电介质充满充满电场时电场时1.1.若一个高斯面内电荷的代数和为零若一个高斯面内电荷的代数和为零,判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确:(1)(1)穿过整个高斯面的电通量为零穿过整个高斯面的电通量为零;(2)(2)穿过高斯面上每个面元的电通量为零穿过高斯面上每个面元的电通量为零;(3)(3)高斯面内没有电荷高斯面内没有电荷;(4)(4)高斯面上

6、各点的电场强度为零高斯面上各点的电场强度为零;(5)(5)将高斯面外一个点电荷在外面移动将高斯面外一个点电荷在外面移动,通过高斯面的电通通过高斯面的电通量将发生变化量将发生变化,面上电场也将变化面上电场也将变化;(6)(6)将高斯面外一个点电荷移入高斯面内将高斯面外一个点电荷移入高斯面内,通过高斯面的电通过高斯面的电通量将发生变化通量将发生变化,面上电场也将变化。面上电场也将变化。对！对！错！错！&课堂讨论题课堂讨论题错！错！错！错！错！错！对！对！4.4.讨论下列关于场强和电势的说法是否正确讨论下列关于场强和电势的说法是否正确,举例说明举例说明(1)(1)电势较高的地方电势较高的地方,场强一

7、定较大场强一定较大;场强较大的地方场强较大的地方,电势电势一定较高。一定较高。(2)(2)场强大小相等的地方场强大小相等的地方,电势一定相等电势一定相等;等势面上等势面上,电场强度电场强度一定相等。一定相等。(3)(3)电势不变的空间内电势不变的空间内,场强一定为零场强一定为零;电势为零的地方电势为零的地方,场场强不一定为零。强不一定为零。(4)(4)带正电的物体带正电的物体,电势一定为正电势一定为正;带负电的物体带负电的物体,电势一定为电势一定为负负;电势为零的物体一定不带电。电势为零的物体一定不带电。(5)(5)空间某点空间某点A A,其周围带正电的物体愈多其周围带正电的物体愈多,则该点的

8、场强愈大则该点的场强愈大,电势也高。电势也高。(6)(6)如果已知电场中某点的场强如果已知电场中某点的场强E E,则可算出该点的电势则可算出该点的电势U U。例：一半径为例：一半径为R R导体球导体球原来不带电，将它放在点电荷原来不带电，将它放在点电荷+q+q的电场中，感应电荷与点电荷相距的电场中，感应电荷与点电荷相距d d。(1)(1)求导体球的电势求导体球的电势(2)(2)若导体球接地，求其上的若导体球接地，求其上的感应电荷电量。感应电荷电量。(3)(3)感应电荷在球心点产生的场？感应电荷在球心点产生的场？解解：(1)导体球是个等势体导体球是个等势体oRd+q充分体现电势是标量的优越之处！

9、充分体现电势是标量的优越之处！叠加叠加q1,(2)若导体球接地，设其上的若导体球接地，设其上的感应电荷电量为感应电荷电量为 (3)感应电荷在球心点产生的场？感应电荷在球心点产生的场？方向方向 0 q静电平衡条件静电平衡条件oRd+qoR+qE0感应电荷在球内任一点所产生的场强感应电荷在球内任一点所产生的场强与与q的场强等的场强等值反号！值反号！E9.1 电荷面密度均为电荷面密度均为 两块两块“无限大无限大”均匀带电的平行平板如图均匀带电的平行平板如图(a)放置，其周围空间各点电场强度放置，其周围空间各点电场强度 （设电场强度方向向右为正、（设电场强度方向向右为正、向左为负）随位置坐标向左为负）

10、随位置坐标x变化的关系曲线为（变化的关系曲线为（）9.2 下列说法正确的是（下列说法正确的是（）(A)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷；闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷；(B)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零定为零(C)闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零(D)闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零不可能为零9.3 下列说法正确的是（下列说

11、法正确的是（）(A)电场强度为零的点，电势也一定为零电场强度为零的点，电势也一定为零(B)电场强度不为零的点，电势也一定不为零电场强度不为零的点，电势也一定不为零(C)电势为零的点，电场强度也一定为零电势为零的点，电场强度也一定为零(D)电势在某一区域内为常数，则电场强度在该区域内必定为零电势在某一区域内为常数，则电场强度在该区域内必定为零9.4 平行板空气电容器的两极板间的距离为平行板空气电容器的两极板间的距离为d，极板面积，极板面积s，两极，两极板所带电荷分别为板所带电荷分别为+q和和-q，则两极板相互作用的静电力为（，则两极板相互作用的静电力为（）(A)(B)(C)(D)9.5 闭合曲面

12、闭合曲面S内有一点电荷内有一点电荷q1,P为为S面上一点，在面上一点，在S面外面外的的A点有另一点电荷点有另一点电荷q2，若将，若将q2移至也在移至也在S面外的面外的B点，点，则则 （）(A)穿过穿过S面的面的E通量改变，通量改变，P点的场强不变点的场强不变 (B)穿过穿过S S面的面的E E通量不变，通量不变，P P点的场强改变点的场强改变(C)穿过穿过S S面的面的E E通量和通量和P P点的场强都不变点的场强都不变(D)穿过穿过S S面的面的E E通量和通量和P P点的场强都改变点的场强都改变9.5 一均匀带电一均匀带电-q0，另有两个带电电荷都为，另有两个带电电荷都为+q的点电荷的点电

13、荷位于环的轴线上，分布在环的两侧，它们到环心的距离位于环的轴线上，分布在环的两侧，它们到环心的距离都等于环的半径都等于环的半径R。当此电荷系统处于平衡时，则。当此电荷系统处于平衡时，则q/q0（数值比）为（数值比）为（）(A)(B)(C)(D)9.6 B和和C是同一圆周上的两点，是同一圆周上的两点，A为圆内的任意点，当为圆内的任意点，当在圆心处置已正点电荷时，则正确的是（在圆心处置已正点电荷时，则正确的是（）(A)(B)(C)(D)俯视图俯视图+-俯视图俯视图此结果与静电场的环路定理相矛盾，故不能以无穷远为此结果与静电场的环路定理相矛盾，故不能以无穷远为零电势点。零电势点。方法一：方法一：选取无穷远处为零电势点。选取无穷远处为零电势点。方法二：方法二：