2、高斯定律.ppt

1 同学们好 四川黄龙五彩池 2 练习 无限大均匀带电平面的电场 已知电荷面密度 为利用例三结果简化计算 将无限大平面视为半径的圆盘 由许多均匀带电圆环组成 思路 3 结论 1 无限大带电平面产生与平面垂直的均匀电场 4 2 两平行无限大带电平面 的电场 两平面间两平面外侧 5 电场强度 电场强度的定义 定量研究电场 对给定场源电荷求其分布函数 基本方法 用点电荷电场公式和场强叠加原理 6 均匀带电圆环轴线上 无限长均匀带电直线 垂直于带电直线 无限大均匀带电平面 垂直于带电面 典型带电体分布 7 6 2高斯定理 预习要点引入电场线的意义是什么 电力线有哪些性质 领会电场强度通量这个概念及计算公式 高斯定理的内容是什么 其数学表达式如何 高斯定理反映静电场具有什么性质 如何应用高斯定理计算某些特殊分布电荷的电场强度 8 一电场线 电场线方向 曲线上每一点切线方向为该点电场方向 规定 1 定义 为形象描绘静电场而引入的一组空间曲线 电场线密度 垂直于的单位面积的电场线数目 大小等于 2 电场线特性 1 始于正电荷 或来自无穷远 止于负电荷 或伸向无穷远 2 在没有点电荷的空间里 任何两条电场线不相交 3 静电场电场线不闭合 9 一对等量正点电荷的电场线 带电平行板电容器的电场线 10 二电场强度通量 通过电场中某一个面的电场线数叫做通过这个面的电场强度通量 闭合曲面的电场强度通量 闭合曲面法向正向规定自内向外 因此穿入的电通量为负 穿出的电通量为正 11 三高斯定理 高斯定理的导出 12 2 通过高斯面S的通量只与S面内的电荷有关 与S面外的电荷无关 3 高斯面内有多余正电荷 必有线穿出 有多余负电荷 必有线穿入 正电荷为场的源头 负电荷为场的尾闾 即静电场是有源场 1 为高斯面上某点的场强 是由空间所有电荷产生的 与面内面外电荷都有关 13 揭示了静电场中 场 和 源 的关系 关于高斯定理的讨论 14 四应用高斯定理计算电场 2 用高斯定理求解静电场的步骤 1 场对称性分析 2 选取高斯面 3 确定面内电荷代数和 4 应用定理列方程求解 1 用高斯定理求解静电场的条件 静电场具有球对称 轴对称或面对称等特殊对称性 可从积分号内提出 变积分方程为代数方程 15 计算场强分布的基本方法 16 利用高斯定理可方便求解具有某些对称分布静电场 17 例一 求均匀带电球体 q R 的电场分布 对称性分析 18 以半径r的同心球面为高斯面 由高斯定律 确定高斯面 通过S的电通量 19 20 即 21 练习 求均匀带电球面 的电场分布 并画出曲线 高斯面 半径r的同心球面 22 例二 无限长均匀带电直线 的电场 对称性分析 23 由高斯定理 24 讨论 1 无限长均匀带电柱面的电场分布 对称性分析 视为无限长均匀带电直线的集合 选高斯面 同轴圆柱面由高斯定理计算 25 2 求无限长 均匀带电柱体的电场分布时 高斯面如何选取 3 当带电直线 柱面 柱体不能视为无限长时 能否用高斯定理求电场分布 如果不能 是否意味着高斯定理失效 讨论 26 方向垂直于带电平面 离带电平面距离相等的场点彼此等价 如何构成封闭的高斯面 27 由高斯定理 高斯面 两底面与带电平面平行 离带电平面距离相等 轴线与带电平面垂直的柱面 28 其指向由的符号决定 底面与带电平面平行 轴线与带电平面垂直的柱面均可 不一定为圆柱面 2 带电平面上电场强度突变的原因 29 总结 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 2 在对称性分析的基础上选取高斯面 目的是使能够以乘积形式给出 球对称 轴对称 面对称三种类型 3 由高斯定理求出电场的大小 并说明