2021-2022学年高二物理竞赛课件：静电场的环路定理 电势能.pptx

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1、静电场的环路定理静电场的环路定理 电势能电势能一一 静电场力所做的功静电场力所做的功 点电荷的电场点电荷的电场无限长均匀带电直线的电场强度无限长均匀带电直线的电场强度 无限大均匀带电平面的电场强度无限大均匀带电平面的电场强度均匀带电圆环轴线上的电场强度均匀带电圆环轴线上的电场强度由高斯定理求电场分布的步骤由高斯定理求电场分布的步骤1.由电荷分布的对称性分析电场分布的对称性。由电荷分布的对称性分析电场分布的对称性。2.在对称性分析的基础上选取高斯面在对称性分析的基础上选取高斯面.目的是使目的是使 能够以乘积形式给出。能够以乘积形式给出。（球对称、轴对称、面对称三种类型）（球对称、轴对称、面对称三

2、种类型）3.由高斯定理由高斯定理 求出电场的大小，求出电场的大小，并说明其方向。并说明其方向。静电力做功静电力做功只与试验电荷的始末位置有关只与试验电荷的始末位置有关，与所，与所通过的路径无关通过的路径无关,这一特性叫做这一特性叫做静电场的保守性。静电场的保守性。此结论可通过此结论可通过叠加原理叠加原理推广到任意点电荷系的电场。推广到任意点电荷系的电场。任意电荷的电场（视为点电荷的组合）任意电荷的电场（视为点电荷的组合）结论：结论：静电场力做功与路径无关静电场力做功与路径无关.静电场的环路定理静电场的环路定理静电场是保守场静电场是保守场12 在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分（称为在静电场

3、中，场强沿任意闭合路径的线积分（称为场强的场强的环流环流）恒为零。）恒为零。（1 1）公式中）公式中 是指静电场中的任意闭合路径；是指静电场中的任意闭合路径；（2 2）是指路径上各点的总场强。是指路径上各点的总场强。说明：说明：电势能电势能 静静电场是电场是保守场保守场，静电场力是，静电场力是保守力保守力.静电场力静电场力所做的功就等于电荷所做的功就等于电荷电势能增量电势能增量的的负值负值.电势能的电势能的大小大小是是相对相对的，电势能的的，电势能的差差是是绝对绝对的的.令令 试验电荷试验电荷 在电场中某点的电势能，在数值上在电场中某点的电势能，在数值上就等于把它从该点移到零势能处静电场力所作

4、的功就等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功.静电场的保守性意味着，对静电场的保守性意味着，对静电场来说，存在着一个由电静电场来说，存在着一个由电场中各点场中各点位置决定位置决定的的标量标量函数函数.电场的电场的电势电势（势函数）：（势函数）：此积分大小与此积分大小与 无关无关，仅与，仅与 A、B 位置有关位置有关.A 点电势点电势B 点电势点电势（为参考电势，值任选）为参考电势，值任选）此标量函数（电势）在此标量函数（电势）在 A、B 两点的数值之两点的数值之差差等等于从于从A到到B移动移动单位正电荷单位正电荷时静电场力所做的功时静电场力所做的功.将某点电势能将某点电势能Ep与与q0之比

5、定之比定义为该点的义为该点的电势电势V.令令 电势的物理意义：电势的物理意义：把单位正试验电荷从点把单位正试验电荷从点 A 移到移到无穷远时，静电场力所作的功无穷远时，静电场力所作的功.电势零点的选择方法：电势零点的选择方法：一般一般,场源电荷有限分布场源电荷有限分布:选选场源电荷无限分布场源电荷无限分布:选场中某选场中某点点许多实际问题中选许多实际问题中选：物理意义：将单位正电荷从物理意义：将单位正电荷从 移到移到 电场力作的功电场力作的功 电势差（电压）电势差（电压）3）电势差是绝对的，与电势零点的选择无关；电势差是绝对的，与电势零点的选择无关；b b 电势大小是相对的，与电势零点的选择有

6、关电势大小是相对的，与电势零点的选择有关.1 1）电势是标量，有正负之分。其正负取决于电）电势是标量，有正负之分。其正负取决于电 荷的电性和电势零点的规定。荷的电性和电势零点的规定。2)2)电势是描述静电场性质的物理量电势是描述静电场性质的物理量,它是空间它是空间 坐标的函数。坐标的函数。说明：说明：静电场力的功静电场力的功原子物理中能量单位原子物理中能量单位 单位：单位：伏特伏特二二 点电荷的电势点电荷的电势令令+沿径向积分沿径向积分+沿着电场线方向，电势降低。沿着电场线方向，电势降低。点电荷的电势点电荷的电势 电势的叠加原理电势的叠加原理 点电荷系点电荷系 电荷连续分布带电体电荷连续分布带电体