大学物理 马文蔚 课堂笔记23ppt课件

1 5 3电场强度 16 电场强度的计算 2 5 3电场强度 iii 电荷体密度为 的体电荷 16 ii 电荷面密度为 的面电荷 i 电荷线密度为 的线电荷 3 5 3电场强度 16 例1如图所示 正电荷q均匀分布半径为R的圆环上 计算在环的轴线上任一点P的电场强度 ii 当x R时 即P点离圆环很远时有 这时可将圆环视为点电荷 iii 电场强度最强的位置 4 5 3电场强度 解利用例1的结果 在圆盘上作一圆环由对称性可知 电场沿x轴 例2均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度 16 5 5 3电场强度 1 2 很大的均匀带电平面附近的电场可看作均匀电场 无限大均匀带电平面的电场强度 均匀电场 这时 圆盘产生的电场相当于点电荷产生的电场 圆盘相当于一个点电荷 16 6 5 3电场强度 解利用例1的结果 在球壳上作一垂直于OP连线的圆环 圆环的圆心为O 如图所示 由例1结果可知 电场沿x轴 例3 16 代入 1 式得 7 5 3电场强度 16 8 5 3电场强度 16 9 5 3电场强度 16 这道题后面有更为简便的方法求解 结论与这里一致 10 5 4电场强度通量高斯定理 另一方面 电场的性质也可用图示法来描述 电场的性质可以电场强度进行定量的描述 1 电场强度的定义 2 电场强度的计算公式 一 电场线 电场的图示法 1 定义 规定 电场线是满足下列条件的一组有向曲线 ii 通过垂直于电场方向的单位面积的电场线数为该点电场的大小 i 曲线上每一点切线方向为该点电场方向 也称为电力线密度 1 16 11 5 4电场强度通量高斯定理 2 几个电荷体系的电场线 i 点电荷的电场线 ii 一对等量异号点电荷的电场线 即电偶极子 iii 一对不等量异号点电荷的电场线 16 12 5 4电场强度通量高斯定理 iv 一对等量正点电荷的电场线 v 带电平行板电容器的电场线 平行板中间部分的电场为均匀电场或匀强电场 3 电场线特性 i 始于正电荷 止于负电荷 或来自无穷远 去向无穷远 ii 电场线不相交 因电场中的任意一点只能有一个电场强度 iii 静电场的电场线不闭合 iv 电场线是为了描述电场而引入的假想线 电场中并不真正存在电场线 16 13 5 4电场强度通量高斯定理 1 定义 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 e ii 均匀电场 与平面夹角为 i 均匀电场 垂直平面S 二 电场强度通量 2 电场强度通量的计算 电场强度通量是标量 没有方向 但有正负 2 iii 非均匀电场强度通量 dS上可近似为均匀电场 16 14 5 4电场强度通量高斯定理 iv 当S为封闭曲面时 可得 面积元dS上的电场强度通量为 积分得整个曲面的电场强度通量为 4 5 16 15 5 4电场强度通量高斯定理 解三棱柱有五个面 因此总通量为 因前表面 后表面 下表面的法线与电场方向垂直 如右图所示 因此 有 三棱柱的五个表面构成一闭合曲面 三棱柱内无电荷 此时穿过闭合曲面的电场强度通量为零 16 16 5 4电场强度通量高斯定理 本例题有两个特点 1 曲面是闭合曲面 2 闭合曲面内没有电荷 16 问题 1 穿过闭合曲面的通量一定为零吗 2 如果闭合曲面内有电荷时 穿过闭合曲面的通量