高二物理竞赛第六章真空中的静电场课件

第六章真空中的静电场§6.1库仑定律§6.3电通量高斯定理§6.4

静电场的环路定理和电势§6.5

等势面§6.2电场强度

在电场中描绘一系列的曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点处场强的方向一致，这些曲线称为电场线。使穿过垂直于场强方向的面元的电场线条数与该面元的比值（即电场线密度），与该面元上的场强大小成正比。

电场线的疏密程度表示场强大小的分布，其上任一点的切线方向就是该点处的场强方向。一电场线(electricfieldline)（电场的图示法）§6.3电通量高斯定理电场线特性.

１.电场线起始于正电荷（或无限远处），终止于负电荷（或无限远处），不会在没有电荷处中断；2.在没有点电荷的空间，任何两条电场线不会相交；3.电场线不形成闭合曲线。点电荷的电场线正点电荷+负点电荷一对等量异号点电荷的电场线+一对等量正点电荷的电场线++一对不等量异号点电荷的电场线带电平行板电容器的电场线++++++++++++

二电场强度通量(electricflux)

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.

均匀电场，垂直平面

均匀电场，与平面夹角非均匀电场强度电通量

为封闭曲面闭合曲面的电场强度通量规定规定闭合曲面法线方向向外为正！

即如电场线从闭合曲面内向外穿出，则电通量为正；反之，电通量为负.

例如图所示，有一个三棱柱体放置在电场强度的匀强电场中.求通过此三棱柱体的电场强度通量.电场线穿入电场线穿出S解三高斯定理

在真空中,通过任一闭合曲面的电场强度通量,等于该曲面所包围的所有电荷的代数和除以.（与面外电荷无关，闭合曲面称为高斯面）

1）高斯面上的与那些电荷有关？2）哪些电荷对闭合曲面的有贡献？

(GaussLaw)表述思考+点电荷位于球面中心高斯定理的导出高斯定理库仑定律电场强度叠加原理+点电荷在任意封闭曲面内由于电场线的连续性，可以看出通过闭合曲面S’和球面S的电场线数目相同点电荷在封闭曲面之外由多个点电荷产生的电场高斯定理1）高斯面上的电场强度为所有内外电荷的总电场强度.总结：4）仅高斯面内的电荷对高斯面的电场强度通量有贡献.2）高斯面为封闭曲面.5）静电场是有源场.3）穿进高斯面的电场强度通量为负，穿出为正.

例在点电荷和的静电场中，做如下的三个闭合面求通过各闭合面的电通量.讨论

将从移到点电场强度是否变化？穿过高斯面的有变化？四高斯定理的应用1.对称性分析；2.根据对称性选择合适的高斯面；3.应用高斯定理计算.（用高斯定理求解的静电场必须具有一定的对称性）解题步骤为1.若在S面上各点场强大小E相等,++++++++++++

例1.均匀带电球面的电场强度

一半径为,均匀带电为的球面.求球面内外任意点电场强度.解（1）（2）+++++例2无限长均匀带电直线的电场强度选取闭合的柱型高斯面

无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为，求距直线为处的电场强度.对称性分析：轴对称解+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++例3无限大均匀带电平面的电场强度

无限大均匀带电平面，单位面积上的电荷，即电荷面密度为,求距平面为处的电场强度.选取闭合的柱型高斯面对称性分析：

垂直平面解+++++++++++++++++++++++++++++++++