《电位及其梯度》PPT课件

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1、本章，我们引入两个物理量：E和U，从电场施力和电场作功两个角度，讨论真空中静止带电体所激发的电场。然后导出静电场的两个基本定理，揭示静电场的两个基本性质，最后导出E与U之关系。本章引言（Preface）两个定理：一条定律：两个场量：库仑定律；场强、电势；高斯、环路。本章重点§1静电的基本现象和基本规律§3高斯定理§2电场电场强度§4电位及其梯度本章内容§4电位及其梯度本节从电场对电荷作功的角度，引入电位U描述电场性质，导出静电场的环路定理，揭示静电场的有势性，并导出与U之间的关系。本节重点：电位分布的计算方法。(electricpotentialanditsgradient)一、静电

2、力作功的特点二、静电场的环路定理三、电势能四、电势与电势差五、电势分布的计算六、等位面及其性质七、场强与电势梯度的关系例题1、例题2、例题3例题4、例题5课堂小结§4主要内容：一、静电力作功的特点1、点电荷的电场力做功2、任意带电体的电场力做功3、推论一、静电力作功的特点1、点电荷的电场力做功q0——试探电荷，q——场源电荷；——任意路径；r元功=？rArBPQq0qdr∴一、静电力作功的特点1、点电荷的电场力做功q0PrBrAqQ结论：静电力作功只与的起点和终点位置有关该结论对任意静电场也成立吗？思考：一、静电力作功的特点2、任意带电体的电场力做功——可看成点电荷系：q0Pqnqi

3、q3q2q1r2rirnr1r3即：静电力作功与路径无关！Q一、静电力作功的特点推论静电力----保守力静电场----保守力场(conservativefield)保守性二、静电场的环路定理（circuitaltheorem）1、环路定理的内容2、环路定理的物理含义：3、推论：二、静电场的环路定理（circuitaltheorem）1、环路定理的内容在静电场中，若q0沿闭合路径abcda运动一周，电场力作功A=？想一想：dabc作功与路径无关，静电场环路定理表述：在静电场中，场强沿任意闭合环路的积分恒等于零。——称为静电场的“环流”其中二、静电场的环路定理（circuitaltheo

4、rem）2、环路定理的物理含义：物理含义——揭示了静电场的保守性。（也叫有势性）dabc二、静电场的环路定理（circuitaltheorem）3、推论：静电场的电场线不能闭合。不妨假设电力线闭合，取该电力线为闭合环路L。证明：用反证法。在回路L上与处处同向，——与环路定理矛盾！静电场的电场线不能闭合。三、电势能（electricpotentialenergy）1、什么是电势能？2、讨论电势能特点：[例1]三、电势能（electricpotentialenergy）1、什么是电势能？静电场力是保守力，可以在静电场中引入势能的概念，称为电势能，用W表示。由功能原理：电场力所做功，应等于

5、电势能的减少：选∞处为电势能零点，即Q→∞，WQ→0，则——电势能公式三、电势能（electricpotentialenergy）2、讨论电势能特点：（1）电势能是电荷与电场所共有的；（2）电势能是相对的，与零势能点的选择有关。（3）电势能是标量，有正有负。（4）WP的物理意义：q0在P点所具有的电势能，就等于把它从P点移到∞的过程中电场力所做的功。[例1][例1]：求试探电荷q在点电荷Q所产生的静电场中a点处的电势能。Qq解：[思考]：解:根据WA=qUA，+-ABW-=-qUAW+=qUBW=W++W-=q(UB-UA)电偶极子在均匀电场中的电势能？四、电势与电势差(electr

6、icpotentialdifference)1、什么是电势？2、讨论电势：3、电势差（电压）[思考]：四、电势与电势差(electricpotentialdifference)1、什么是电势？(electricpotential)由——与q0无关，叫作电场在P点的电势，U（P）。即它反映了电场本身的性质。——电势公式四、电势与电势差(electricpotentialdifference)2、讨论电势：（1）电势反映了电场本身的性质；（2）电势是标量，有正有负；（3）沿电力线方向电势逐点降低；（4）电势是相对的，与电势零点的选择有关；（5）更一般的表示：（6）U（P）的物理意义：它表

7、示把单位正电荷从P点沿任意路径移到∞的过程中电场力所做的功。四、电势与电势差(electricpotentialdifference)3、电势差：电场中两点的电势之差：电势差是绝对的，与电势零点的选择无关。（电压）电势差的物理意义：它表示把单位正电荷从A点移到B点时电场力所做的功。把q0从A→B电场力所作功:[思考]：五、电势分布的计算1、点电荷的电势：2、点电荷系的电势：3、任意带电体的电势：[例2、例3、例4、例6]五、电势分布的计算1、点电荷的电势：