物理学03(电场3)

1、1,1、电力线,垂直于电力线单位面积内电力线条数为该点的场强大小。,电力线的画法：,小结：,2、电通量,匀强电场-S 为平面,非匀强电场-S 为曲面,电力线某点的切线方向为该点的场强方向；,- 电场中通过某一曲面的电力线的条数,3、高斯定理,2,当电场具有高度对称性时,可用高斯定理求场强分布。,(1). 球对称带电体,(2). 面对称带电体,(3). 轴对称带电体,应用高斯定理解题步骤：,(1). 分析带电体的对称特点，适当选取高斯面。,(2). 应用高斯定理求出场强分布。,3,解： 选择高斯面同轴闭合柱面。,上下底面,侧面 ，且 柱面上E 大小相等,场强分布特点如图：,4,解： 选择高斯面,

2、侧面,底面,且面上场强大小相等；,分析：,场强分布如图：,与平面正交的柱面。,5,8.3 电场力的功 电势,一、电场力的功,1、场源为点电荷,在点电荷的电场中，电场力对电荷作的功只与始末位置有关，与路径无关。,6,2、场源为点电荷系,在点电荷系电场中，电场力对电荷作的功只与始末位置有关，与路径无关。,3、场源为任意带电体,电场力作功只与始末位置有关，与路径无关。,7,结论：,所以，静电力是保守力，静电场是保守力场。,在任意静电场中，电场力对电荷作的功只与始末位置有关，与路径无关!,数学表述：,场强沿任意闭合路径的线积分为零(静电场的环流为零)。,静电场的环流定理,8,二、 电势能,重力场中-引

3、入重力势能,电场中-引入电势能,电势能和重力势能一样是相对的，与势能零点选取有关。,在力学中已经指出，任何保守力场都可以引入势能概念,9,通常有限大小的带电体选无限远点为电势零点。,q0 在电场中某点的电势能等于把 q0 从该点移到势能零点时，电场力所做的功。,取b点为电势能零点,(3)电势能是属于 q0 和电场两者组成的系统的 。,(1)电势能是标量，但有正负；,说明：,(2)电势能是相对的，与势能零点选取有关；,10,三、电势,由于电势能与检验电荷的电量 有关，所以不能 用电势能来描述静电场的性质。,1. 电势定义：,即：电场中某点的电势在量值上等于该点到电势零点 对场强的线积分。,说明：

4、,(1). 电势是标量，但有正负。,(2). 电势是相对的，与电势零点的选取有关。,11,2. 电势差：,且因为：,所以有：,注意：,电势差是绝对的，与电势零点的选取无关。,12,1、点电荷的电势：,积分与路径无关，选矢径直线积分,选,讨论：当选 时：,13,2、 点电荷系的电势：,电势迭加原理：,点电荷系的电场中任意一点的电势，量值上等 于各点电荷单独存在时在该点电势的代数和。,14,3、连续带电体的电势：,方法：分割带电体直接积分法,（1）将带电体分割成无限多个电荷元，每个电荷元都可看作点电荷，任取电荷元dq,（2）按点电荷电势公式，写出电荷元在P点的电势：,（3）由电势叠加原理, 求P点

5、电势,15,(1). 分割带电体直接积分法：,(2). 场强积分法：,（已知电荷分布情况）,（已知场强分布情况）,16,解：,讨论：,(1). 当 时:,(点电荷电势),(2). 当 时:,（圆环圆心处电势）,分割带电体直接积分法,17,解：,18,球面内各点的电势相同，都等于球面上的电势。,P 点在球外,与点电荷电势相同,P 点在球内,由场强分布求电势,19,均匀带电球面,电场分布图线,电势分布图线,20,解：,由高斯定理可得场强分布：,(1). 当 点 ：,21,(2). 当 点 ：,22,(3). 当 点 ：,23,方法二、电势的叠加原理,(1). 当 点 ：,(2). 当 点 ：,(3). 当 点 ：,24,1、电场力做功,点电荷电场力做功,小结：,点电荷系的电场力做功,静电力是保守力,静电场是保守场,称为静电场的环流定律,25,2、电势能,3、电势,电势差,电场力做功,26,(1)、已知电荷分布求电场,点电荷的电势,点电荷系的电势（电势叠加原理）,带电体的电势,(2)、已知电场强度分布求电势,4、电势的计算方法,27,