大学物理（下）课件：1.静电场3-3

1、2022/7/171大学物理（下） 2022/7/172真空中的静电场（33）本课时主要内容：一、静电场知识回顾二、静电场的环路定理三、电势四、电场强度与电势的关系2022/7/173静电场知识回顾2022/7/1742022/7/1752022/7/176静电场(电场线)的特征?还有哪些其它特征？环路定理保守力场和电势思考：库仑定律和高斯定理的关系？高斯定理如何间接验证库仑定律？2022/7/177 Experimental tests of Gausss law and Coulombs law2022/7/178本课时知识点连结可证：静电场力为保守力 推论1: 静电场的环路定理 推论2：

2、电势能，电势的引入。 点电荷电势公式 电势的性质：电势的叠加原理。 电场强度和电势的关系。2022/7/179questionA、任意两个点电荷相距越近，电势能越大。B、两个同号点电荷相距越近，电势能越大。上述三种表述，哪种是正确的。（1）A正确 （2）B正确 （3）C正确 （4）全不正确C、两个异号点电荷相距越近，电势能越大。2022/7/1710证明静电场力为保守力提示（1）保守力的定义 （2）静电场的叠加原理（力的叠加）证明分两步：（1）：一个点电荷对试验电荷的作用力的做功与路径无关，为保守力。2022/7/1711注意：2022/7/1712（2）：从（1）可以推出N个点电荷对试验电荷

3、的作用力的做功与路径无关，而任何静电场都可以看成点电荷的组合，所以静电场力为保守力。由（）（）可知：静电场力为保守力。（A）理解 （B）不太理解2022/7/1713推论1：静电场环路定理的证明2022/7/1714如下几种说法是等效的：（1）静电场力是保守力。（2）静电场线是不可能闭合的。（3）静电场中电场强度的环路线积分恒等于零。（4）静电场是有势场（或称保守力场）2022/7/1715推论2：点电荷的电势公式提示（1）电势能, 势能的定义？ （2）重力势能高度差，引力势能相对距离 电势能？电势电势的定义。电势能Wp的引入2022/7/1716问: (1)电势能属于q0吗？ (2)电势能有

4、负值吗？ (3)电势能的正负值如何判别?电势能的变化与电场力作功的关系?随机选人2022/7/1717问: (1)电势与电势能关系？正负号相同吗？绝对值成正比吗？电势能属于q0与电场所组成的系统，电势为静电场的一种属性。问: (2)电势差与电势能变化的关系？2022/7/1718questionA、任意两个点电荷相距越近，电势能越大。B、两个同号点电荷相距越近，电势能越大。上述三种表述，哪种是正确的。（1）A正确 （2）B正确 （3）C正确 （4）全不正确C、两个异号点电荷相距越近，电势能越大。2022/7/1719电势U的定义2022/7/1720点电荷q的电势公式? r ?2022/7/1

5、721推广到带电体：? r ?点电荷系电场的电势（电势叠加原理）? ri ?2022/7/1722【讨论题二】有一无限大均匀带电平面，电荷面密度为，在它的附近有点电荷q，如图所示。有人求出P的电势为这种做法对不对？为什么？2022/7/1723【讨论题三】Q、R相同的均匀带电球面和非均匀带电球面，二者球内外的电场强度和电势分布是否相同？球心处的电势是否相同？（设无限远处的电势为零）【提示】二者球内外的电场强度和电势分布均不相同,球心处的电势相同.2022/7/1724(1)电场线与等势面处处正交.(2)电场线的方向为电势降低的方向.(3)等势面密的地方电场强度大,反之亦然.电场线和电势的关系2

6、022/7/1725电场强度和电势的关系2022/7/17262022/7/1727下列哪些知识点还需要再说明？（A）静电场是保守力场（B）静电场的环路定理（C）电势能（D）电势及电势叠加原理（E）电势和电场的相互关系（F）上述知识点均已清楚2022/7/1728课时知识点小结可证：静电场力为保守力场 推论1:静电场的环路定理 推论2：电势能，电势的引入。 点电荷电势公式 电势的性质：电势的叠加原理。 电场强度和电势的关系。2022/7/1729重点掌握电势计算的两种常用方法2022/7/1730【解答】上述做法有两个错误，一是用圆心的电场强度代替了整个电场分布，二是积分路径应是圆心到无限远处

7、，正确的应用叠加的方法这种做法对不对？为什么？【讨论题一】有一半径为R，电荷线密度为的均匀带电圆环，求圆心处的电势。有一同学先求圆心处的电场强度 ，再用2022/7/1731【例题一】如图所示，两个均匀带电球面，半径分别为R1 、R2,带电量分别为Q1、Q2。求此带电系统在空间形成的电场和电势的分布。再用电势的定义式计算电势2022/7/17322022/7/1733【例题二】如图所示，已知一长为L，均匀带电Q 的细棒，求Z 轴上一点P的电势及电场强度在Z 轴上的分量。2022/7/1734【例题三】如图所示，一均匀带电球面，总电量为Q。另有一均匀带电细棒，长为L，电荷线密度为 ，棒的一端距球面距离为L。求：细棒在均匀带电球面产生的电场中的电势能。2022/7/1735介绍例题P.36 例9.6 9.7 9.8 讨论U(R)=? 9.9 说明:一般有限大带电体可取无限