大学物理 马文蔚 课堂笔记23.ppt

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1、1§5.3电场强度1.点电荷的电场强度点电荷的电场具有球对称性/16电场强度的计算2.连续分布电荷的电场强度2§5.3电场强度(iii)电荷体密度为的体电荷/16(ii)电荷面密度为的面电荷(i)电荷线密度为的线电荷3§5.3电场强度/16例1如图所示,正电荷q均匀分布半径为R的圆环上,计算在环的轴线上任一点P的电场强度.(i)即在圆环中心,电场为零(ii)当x>>R时,即P点离圆环很远时有（这时可将圆环视为点电荷）（iii）电场强度最强的位置4§5.3电场强度解利用例1的结果,在圆盘上作一圆环由对称性可知,电场沿x轴.例2均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度./165

2、§5.3电场强度讨论(1)(2)很大的均匀带电平面附近的电场可看作均匀电场.无限大均匀带电平面的电场强度----均匀电场.这时,圆盘产生的电场相当于点电荷产生的电场.圆盘相当于一个点电荷./166§5.3电场强度解利用例1的结果,在球壳上作一垂直于OP连线的圆环，圆环的圆心为O如图所示。由例1结果可知,电场沿x轴.例3/16POR0代入(1)式得7§5.3电场强度/16POR08§5.3电场强度/169§5.3电场强度/16这道题后面有更为简便的方法求解，结论与这里一致。10§5.4电场强度通量高斯定理另一方面,电场的性质也可用图示法来描述.电场的性质可以电场强度进行

3、定量的描述正点电荷++q01.电场强度的定义2.电场强度的计算公式一、电场线（电场的图示法）1.定义(规定):电场线是满足下列条件的一组有向曲线:(ii)通过垂直于电场方向的单位面积的电场线数为该点电场的大小.(i)曲线上每一点切线方向为该点电场方向.也称为电力线密度.(1)/1611§5.4电场强度通量高斯定理2.几个电荷体系的电场线(i)点电荷的电场线正点电荷+负点电荷(ii)一对等量异号点电荷的电场线(即电偶极子)+(iii)一对不等量异号点电荷的电场线/1612§5.4电场强度通量高斯定理(iv)一对等量正点电荷的电场线++(v)带电平行板电容器的电场线++++

4、++++++平行板中间部分的电场为均匀电场或匀强电场.3.电场线特性(i)始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远).(ii)电场线不相交.(因电场中的任意一点只能有一个电场强度).(iii)静电场的电场线不闭合.(iv)电场线是为了描述电场而引入的假想线,电场中并不真正存在电场线./16+13§5.4电场强度通量高斯定理1.定义: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e.(ii)均匀电场,与平面夹角为(i)均匀电场,垂直平面S二、电场强度通量2.电场强度通量的计算电场强度通量是标量,没有方向,但有正负.(2)即(3)(iii)非均匀电场强

5、度通量dS上可近似为均匀电场./1614§5.4电场强度通量高斯定理(iv)当S为封闭曲面时可得,面积元dS上的电场强度通量为积分得整个曲面的电场强度通量为(4)(5)/1615§5.4电场强度通量高斯定理例1如图所示解三棱柱有五个面，因此总通量为因前表面、后表面、下表面的法线与电场方向垂直,如右图所示.因此,有S右三棱柱的五个表面构成一闭合曲面，三棱柱内无电荷，此时穿过闭合曲面的电场强度通量为零。/1616§5.4电场强度通量高斯定理本例题有两个特点:(1)曲面是闭合曲面;(2)闭合曲面内没有电荷./16问题:(1)穿过闭合曲面的通量一定为零吗?(2)如果闭合曲面内有

6、电荷时,穿过闭合曲面的通量如何计算?作业:P191习题5-9(1);5-14;5-15;