9.4静电场力的功 真空静电场的环路定理.ppt

1、9.4 静电场力的功 真空静电场的环路定理 第九章 电荷与真空中的静电场,一、静电场力对电荷做功：,点电荷在另一点电荷的电场中移动时：,9.4 静电场力的功 真空静电场的环路定理,结果: 仅与 的始末位置有关，与路径无关。,9.4 静电场力的功 真空静电场的环路定理 第九章 电荷与真空中的静电场,二、点电荷系的电场对电荷做功：,在点电荷系q1,q2,qn的电场中， 将qo从A点沿任一路径L移到B点， 电场力对qo所作的功为:,结论：点电荷系的静电场中，电场力做功也与路径无关，只 决定于始末位置。,9.4 静电场力的功 真空静电场的环路定理 第九章 电荷与真空中的静电场,三、静电场的环路定理,在

2、电场中将一电荷沿闭合回路移动一圈，做功必为零，即：,静电场的环路定理：在静电场中，电场强度沿任意闭合路径的积分（电场环流）恒等于零,环路定理表明：静电场是保守力场，静电力是保守力,9.4 静电场力的功 真空静电场的环路定理 第九章 电荷与真空中的静电场,四、电势能,电势能定义：实验电荷 在电场中某点的电势能，在数值上 就等于把它从该点移到参考零点处静电场力所作的功，,势能：对保守力做功能力的定量描述,在电场力作用下，将电荷从A点移动到B点，电场力所做的功等于AB两点电势能的差，因为：,设C点为势能点，则：,9.4 静电场力的功 真空静电场的环路定理 第九章 电荷与真空中的静电场,1、某点电荷q

3、在另一点电荷Q的电场中任意位置的势能为：,若取 ，则：,2、某点电荷在另一点电荷系形成的电场中任意位置的势能为：,若取 ，则：,（取rC为参考点）,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,9-5 电势,电势定义：电场中某一点A的电势等于将单位正电荷从 该点移到零电势处静电力所做的功。,电势单位：伏（V ），或焦耳/库伦（J/C）,已知电势求电荷 在电场中的电势能：,电势是反映电场各点能量属性的重要物理量,一个电子在1V电势差下的能量,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,2. 电势差（两点之间的电势差值）：,电场力对电荷做功等于点和电量乘以电势差,电势差是绝对的，与电势零点的选择无关

4、；,电势大小是相对的，与电势零点的选择有关,沿电场线的方向电势降落（电场对正电荷做 正功，电势能减少）,3.电场为零的地方，电势也一定为零。,1.场强大的地方，电势一定高。,6.场强不变的空间，电势处处相等。,5.电势不变的空间，场强处处为零。,4.电势为零的地方，电场也一定为零。,2.电势高的地方，电场一定大。,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,关于场强与电势的区别，回答下列问题,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,令,已知：,1. 点电荷电场的电势的计算，设P 距 距离为,或：,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,设有点电荷系,电势叠加原理：点电荷系电场中，某点电

5、势等于各个点电荷 单独存在时产生电势的代数和,2.点电荷系的电势 （取 ）,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,3. 连续点电体的电势,整个带电体在P处产生的电势为：,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,例1 求电偶极子连线中点O、延长线上一点P 和中垂线上一点Q 的电势,解：建立坐标如图，设： 则：,（1）,（2）,（3）,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,例2 正电荷 均匀分布在半径为 的细圆环上. 求圆环轴线上距环心为 处点 的电势.,解：建立坐标如图，在环上任取一 dl ，则：,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,试求（1）球壳内外的电势分布； （2）

6、球壳外两点间的电势差; （3）球壳内两点间的电势差；,解：由高斯定理可求得该球壳电场强度分布为：,例 求一均匀带电球面的电势分布（ ）,（1）当： 时：,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,当： 时：,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,例9-7 计算电偶极子电场中任一点 p 的电势。,解：设电偶极子如图放置，电偶极子的 电场中任一点P的电势为：,由于 r l ，所以 P 点的电势可写为：,9.5 电势 第九章 电荷与真空中的静电场,本节主要知识点：,1. 电荷在电场中从A移动到B时，电场力的功：,2. 电荷在电场中某点处具有的电势能(相互作用能)：,规定C点为势能0点,3. 静电场的环路定理： 在静电场中，场