大学物理第4篇电磁学第9章真空中的静电场.ppt

*解电场强度分布具有面对称性选取一个圆柱形高斯面已知“无限大”均匀带电平面上电荷面密度为?电场强度分布求例根据高斯定理有xOEx*例已知无限大板电荷体密度为?，厚度为d板外：板内：解选取如图的圆柱面为高斯面求电场场强分布?dSSdxxOEx*已知“无限长”均匀带电直线的电荷线密度为+?解：电场分布具有轴对称性过P点作一个以带电直线为轴，以l为高的圆柱形闭合曲面S作为高斯面例距直线r处一点P的电场强度求根据高斯定理得rlPEOr电场分布曲线*总结用高斯定理求电场强度的步骤：(1)分析电荷对称性；(2)根据对称性取高斯面；?高斯面必须是闭合曲面?高斯面必须通过所求的点(3)根据高斯定理求电场强度。?高斯面的选取使通过该面的电通量易于计算*求均匀电场中一半球面的电通量。[补偿法]*有一边长为a的正方形平面，在其中垂线上距中心O点a/2处，有一电荷量为q的正点电荷，如图，则通过该平面的电场强度通量为多少?aoqa/2aaoqa/2a高斯面S解：作边长为a的立方体，q位于立方体中央：*一半径为R的无限长均匀带电圆柱体，体电荷密度为?，求圆柱体内距离轴线为r处的电场强度.r作高斯面如图L解:*柱体的电场柱体内的场强rL柱体外的场强*一均匀带电球体，半径为R，电荷密度为ρ，现在球内挖去一半径为r(rR)的球体。求证由此形成的空腔内的电场是均匀的。并求其值。??OROr分析：挖去的球体空腔可等效成是带等量异种电荷的球体在该处的叠加。(叠加法)课堂练习1：设球体带正电,电荷密度为+ρ,则在空腔处补上球体（ρ、r）后，*其中是圆心OR到Or的矢径。即：空腔内的电场是均匀场??OROr+ρ-ρ?P思考题：一静电场力所做的功点电荷的电场结论:W仅与q0的始末位置有关，与路径无关.任意带电体的电场结论：静电场力做功，与路径无关.（点电荷的组合）二静电场的环路定理静电场是保守场结论：沿闭合路径一周，电场力作功为零.一电势能静电场是保守场，静电场力是保守力.静电场力所做的功就等于电荷电势能增量的负值.电场力做正功，电势能减少.令试验电荷q0在电场中某点的电势能，在数值上等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功.二电势B点电势A点电势，令令电势零点的选取：物理意义：把单位正试验电荷从点A移到无限远处时静电场力作的功.有限带电体以无穷远为电势零点，实际问题中常选择地球电势为零.将单位正电荷从A移到B时电场力作的功三电势差几种常见的电势差（V）生物电10-3普通干电池1.5汽车电源12家用电器110或220高压输电线已达5.5?105闪电108?109静电场力的功原子物理中能量单位:电子伏特eV令点电荷电场的电势点电荷系?电势的叠加原理电荷连续分布时计算电势的方法（1）利用已知在积分路径上的函数表达式有限大带电体，选无限远处电势为零.（2）利用点电荷电势的叠加原理二电场强度1试验电荷点电荷电荷足够小2电场强度场源电荷试验电荷单位:和试验电荷无关电荷q受电场力:定义:单位正试验电荷所受的电场力场源电荷试验电荷三点电荷电场强度+-P四电场强度叠加原理点电荷系的电场电荷连续分布的电场电荷体密度?+电荷面密度?电荷连续分布的电场+电荷线密度?电荷连续分布的电场电偶极矩(电矩)五电偶极子的电场强度电偶极子的轴+-（1）轴线延长线上一点的电场强度..+-..+-（2）轴线中垂线上一点的电场强度.+-.例1正电荷q均匀分布在半径为R的圆环上.计算通过环心点O并垂直圆环平面的轴线上任一点P处的电场强度.解故由于（1）（2）（3）讨论例2有一半径为R，电荷均匀分布的薄圆盘，其电荷面密度为?.求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度.解rdr讨论课堂练习1/求场强：求均匀带电细杆延长线上一点的场强。已知q,L,a求均匀带电半圆环圆心处的