【2017年整理】第6章静电场.ppt

第二篇 电 磁 学;第 六 章;主要内容;;6.1.2 库仑定律;讨论：;6.1.3 静电力叠加原理;例6-1 如图,在直角坐标系的原点(0,0)及离原点0.52m的x轴上(0.52,0)点处和离原点0.3m的y轴上(0,0.3)点处分别放置q1=50?C,q2=-86?C,q3=65?C的点电荷。求作用在q3上合力的大小和方向。;;6.2.2 电场强度;问题6-3 如图,相隔一定距离的两个等量异号点电荷+q和-q构成的系统称为电偶极子。以 表示从-q指向+q的矢量,则称 为电偶极子的电矩(简称为电偶极矩),以 表示。求一个电偶极子在电场强度为 的均匀电场中静止时受的电场力和力矩。 ;6.2.2 电场强度的计算;6.2.2 电场强度的计算;6.2.2 电场强度的计算; 2.当场源电荷的分布已知时，利用场强叠加原理，原则上可以求出任意带电体的电场分布。;(1) 延长线上;例6-2已知电偶极子电矩为 ,求(1)延长线上一点A的场强 ; (2)中垂线上一点B的场强 。;例6-3 电荷q(设q0)均匀分布在半径为R的细圆环上，计算在环的轴线上与环心相距x的P点的电场强度。;习题6-6 如图一个细的带电塑料圆环半径为R，所带电荷线密度λ＝λ0sinθ(λ00)，试求圆心O处的场强。 ;问题6－5 计算半径为R的薄带电圆盘轴线上的场强和无限大均匀带电平面的场强分布。(设电荷面密度为?);例6-4 如图,有一均匀带电直线,长为l ,电量为q ,线外一点P离开直线的垂直距离为d，P点和直线两端的连线的夹角分别为θ1和θ2 ,求P点的电场强度。;讨论：; 电场是看不见、摸不着但又客观存在于带电体周围的物质，为了使电场有一个比较形象的、直观的图象，人们通常引入电场线的概念。; 几种典型带电体周围电场线分布;6.3.2 电通量;; 三棱柱的闭合曲面有五个面组成，S1:abcda,S2:abea,S3:dcfd,S4:adfea,S5:bcfeb ;6.3.3 高斯定理－揭示静电场的有源性;3.任意闭合曲面S包围多个点电荷q1、q2 、……、qn;二、关于高斯定理的几点讨论;1.关于高斯定理，下列说法正确的是( ) (A)当闭合面内电荷的代数和为零时,闭合面上的场强一定等于零 (B)当闭合面上的各点场强为零时，闭合面内一定没有电荷 (C)闭合面上的各点场强仅由面内的电荷决定 (D)通过闭合面上的电通量仅由面内电荷决定 ;三、高斯定理的应用;例6-6 求均匀带电球面的电场分布。已知球面半径为R，所带总电量为q（设q0）。 ;例6-7 求无限长均匀带电直线的电场分布。已知直线上电荷线密度为λ。;习题6-9 内外半径为R1和R2的两无限长共轴圆柱面，内圆柱面带均匀正电荷，线密度为λ，外圆柱面带均匀负电荷，线密度为-λ ，求空间的电场分布。;例6-8 求无限大均匀带电平面的电场分布，已知带电平面上电荷面密度为σ。 ;; 任何带电体都可看作由许多点电荷 组成的点电荷系。 设q0在点电荷系q1、q2、¨¨¨、qn的电场中由a点运动到b点时，由场强叠加原理，静电场力的功为 ;二、静电场的环路定理;6.4.2 电势;二、电势; 电场中任意两点间的电势差在数值上等于把单位正电荷从点a沿任意路径移到点b时，静电场力所做的功。;6.4.3 电势的计算;;;例6-9 半径为R的均匀带电细圆环，所带电量为q，求在圆环轴线上任意点a 的电势。;球面外;习题6-15 如图,均匀带电细圆环半径为R,电荷线密度为λ(λ0) 环平面用支架固定在水平面上，求(1)在通过圆环中心O,且垂直环面轴线上方,距离环心为h处p点的电势Vp。(2)有质量为M,带电为-q的小球在重力和圆环电荷静电力的作用下,从p点由静止开始下落，小球达到点O时的速度。;习题6-14 在距无限长均匀带电直线r1=2cm处有一点电荷q0=6.6×10-10C，在电场力作用下，点电荷运动到距直线r2=4cm处，电场力作功W=5.0×10-6J，求带电直线的电荷线密度λ。 ;6.4.4 等势面 电势梯度;;说明: (1)电场强度取决于电势的空间变化率,与电势无关;例6-9 半径为R的均匀带电细圆环，所带电量为q，求在圆环轴线上任意点a 的电场强度。;;6.5.2 静电平衡的导体上的电荷分布;二、处于静电平衡的导体,其表面上各处的电荷面密度与相应表面外侧紧邻处的电场强度的大小成正比。;6.5.3 静电屏蔽;6.5.4 静电平衡时静电场的分析与计算;6.5.4 静电平衡时静电场的分析与计算;6.5.4 静电平衡时静电场的分析与计算;6.5.4 静电平衡时静电场的分析与计算;例(补) 如图,无限大均匀带电平面A附近放一与它平行有一定厚度的无限大中性