电势梯度、电偶极子ppt课件.ppt

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前讲复习 1 点电荷在电场中的电势能 3 静电场中任意两点间的电势差 4 功电势差电势能之间的关系下一页 2 静电场中任一点的电势天马行空官方博客 5 基本的电势分布 1 点电荷的电势 2 均匀带电球面的电势下一页 8 8等势面和电势梯度 1 等势面定义由电场中电势相等的点组成的曲面 2 等势面的获得 3 等势面的例子利用电势的解析表达式利用实际测量的方法等势面类比于地形图中的等高线正点电荷电场中的等势面一等势面规定场中任意两相邻等势面间的电势差相等下一页电偶极子的等势面下一页 4 等势面的性质等势面与电力线处处正交令q在面上有元位移沿电力线移动电力线指向电势降低的方向即等势面与电力线处处正交下一页等势面较密集的地方场强大较稀疏的地方场强小证明待后课堂练习由等势面比较a b点的场强大小和确定a b点的场强方向已知由于a点比b点等势面密度大所以可知下一页二电势梯度场强与电势的微分关系等势面较密集的地方场强大较稀疏的地方场强小如何利用已知的电势分布求场强的分布场强的方向指向电势降低的方向场强的大小应与场强随空间坐标的变化率有关下一页电势与场强的积分关系为电势与场强的微分关系如何呢考虑将单位正电荷从a沿任意方向移到b点电场力所做的功下一页一般有所以负号表示场强的方向与电势增加的方向相反利用场强与电势的微分关系可以在已知电势分布的情况下通过偏微分来求得场强的分布下一页在场论中算符表示标量函数f x y z 的梯度grad 是坐标x y z的矢量函数 P44 8 39 式可写为下一页 P45例1 利用场强与电势梯度的关系计算均匀带电细圆环轴线上任一点的场强解易知下一页 8 9静电场中的电偶极子一外电场对电偶极子的力矩和取向作用如图电偶极子在匀强电场中所受合力为零但由于力和作用线不在同一直线上它们构成力矩在力矩作用下电偶极子将在图示情况下作顺时针转动当电偶极子处于稳定平衡位置当电偶极子处于非稳定平衡位置如果电偶极子放在非均匀电场中所受合力不为零则电偶极子不仅要转动而且还会作平动下一页二电偶极子在电场中的电势能和平衡位置如图电偶极子在匀强电场中设和所在处的电势分别为V 和V 此电偶极子的电势能为即当的方向与一致时 0 其电势能Wp qE 最低当的方向与垂直时 2 其电势能Wp 0 当的方向与相反时其电势能Wp qE 最大能量越低系统的状态越稳定下一页 P55T8 33 已知水分子的电偶极矩p 6 17 10 30C m 这个水分子在电场强度E 1 0 105V m 1的电

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