《大学物理教学课件》57 电势.ppt

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1、第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版 电势能不仅与电场有关电势能不仅与电场有关,而且还与试验电荷而且还与试验电荷q0有关，因此不能作为描述静电场性质的物理量。有关，因此不能作为描述静电场性质的物理量。为此引入物理量为此引入物理量电势电势，取，取:Va=Epa/q0 Vb=Epb/q0Va和和Vb分别称作点分别称作点a和点和点b的电势，将它们代人电的电势，将它们代人电势能的表示式势能的表示式,得得一一 电势电势 1第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版10 (Va-Vb)叫做电场中叫做电场中a、b两点的两点的电势差电势差,

2、它它在数值上等于将单位正电荷从在数值上等于将单位正电荷从 a移到移到b电场力电场力所做的功。所做的功。令令 V b=0，则，则上式也可以写成上式也可以写成几种常见的电势差（几种常见的电势差（V V）生物电生物电 10-3普通干电池普通干电池 1.5汽车电源汽车电源 12家用电器家用电器 110或220 高压输电线高压输电线 已达已达5.5105闪电闪电 1081092第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版 注意：注意：10 电场中某点的电场中某点的“V”由场源电荷及场点位置决由场源电荷及场点位置决定，与定，与 q0 无关。（类似于无关。（类似于E与与q0无关

3、）它描述的无关）它描述的是电场是电场“能的性质能的性质”。20 电势是标量，有正、负之分，电场线的方向指电势是标量，有正、负之分，电场线的方向指向电势降低的方向。向电势降低的方向。电场中任意一点电场中任意一点 a 的的电势定义为：电势定义为：将单位正电荷从将单位正电荷从 a 点移到电势为零的参考点移到电势为零的参考点，电场力所做的功。点，电场力所做的功。20 电势电势3第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版30 电势是相对量，相对于电势是相对量，相对于 V=0 处而言。处而言。原则上可选电场中任意一点的电势为零。原则上可选电场中任意一点的电势为零。40 由定

4、义式由定义式有有对有限大小的带电体，一般选对有限大小的带电体，一般选 V=0 实际问题中，常选实际问题中，常选V地地=0 对于无限大的带电体，不能选择无限远点为对于无限大的带电体，不能选择无限远点为零电势参考点，零参考点的选择应以积分收零电势参考点，零参考点的选择应以积分收敛为原则，视具体情况而定。敛为原则，视具体情况而定。4第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版二二 点电荷电场的电势点电荷电场的电势令令5第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版三三 电势的叠加原理电势的叠加原理 点电荷系点电荷系6第五章第五章 静电场静电场

5、5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版 电荷连续分布时电荷连续分布时 电场中某点的电势电场中某点的电势,等于各点电荷单独存在时等于各点电荷单独存在时在该点建立的电势的代数和。在该点建立的电势的代数和。-电势叠加原电势叠加原理理7第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版计算电势的方法计算电势的方法（1）利用利用已知在积分路径上已知在积分路径上 的函数表达式的函数表达式有限大有限大带电体，选带电体，选无限远无限远处电势为零处电势为零.（2）利用点电荷电势的叠加原理利用点电荷电势的叠加原理8第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五

6、版第五版 例例1 正电荷正电荷q均匀分布在半径为均匀分布在半径为R的细圆的细圆环上环上.求环轴线上距环心为求环轴线上距环心为x处的点处的点P的电势的电势.解解9第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版 通过一均匀带电圆平面中心且垂直平面通过一均匀带电圆平面中心且垂直平面的轴线上任意点的电势的轴线上任意点的电势.泰勒展开泰勒展开10第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版 例例2 真空中有一电荷为真空中有一电荷为q，半径为，半径为R的均的均匀带电球面匀带电球面.试求试求（1）球面外任意点的电势；球面外任意点的电势；（2）球面内任

7、意点的电势球面内任意点的电势.11第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版 解解 r R：定义法：定义法：球内电势为常数球内电势为常数,等于球面上的电势等于球面上的电势.r R：球外电势等于球外电势等于q集中于球心时点电荷的电势集中于球心时点电荷的电势12第五章第五章 静电场静电场5-7 5-7 电势电势物理学物理学第五版第五版 例例3 两球壳的半径分别为两球壳的半径分别为 R1、R2，求：（求：（1）电势分布）电势分布 （2）两球壳间电势差）两球壳间电势差 Q1 Q2 R1R2球壳分别带电球壳分别带电 Q1、Q2 。13第五章第五章 静电场静电场物理学物理学第五版第五版本章目录本章目录5-3 5-3 电场强度电场强度5-4 5-4 电场强度通量电场强度通量 高斯定理高斯定理*5-5 5-5 密立根测定电子电荷的实验密立根测定电子电荷的实验选择进入下一节：选择进入下一节：5-8 5-8 电场强度与电势梯度电场强度与电势梯度5-6 5-6 静电场的环路定理静电场的环路定理 电势能电势能5-7 5-7 电势电势14