《理化生静电场》ppt课件

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1、静电场高级习题课一、四个基本定律1.电荷守恒定律2.电荷量子化3.库仑定律4.场叠加原理二、几个基本概念1.电场强度本章小结与习题课2.电偶极矩3.电力线4.电通量5.电场力的功6.电势能7.电势8.电势差本章小结与习题课三、静电场中的导体1.静电平衡条件：导体内部场强为0。2.静电平衡时导体为等势体，导体表面为等势面。3.静电平衡时导体内无净电荷，所有电荷分布于外表面。4.孤立导体电荷面密度与导体表面的曲率半径成反比。5.静电平衡时，场强方向与导体表面垂直。本章小结与习题课6.静电平衡时，导体表面附近的场强大小为7.空腔内无电

2、荷：空腔内表面无电荷全部电荷分布于外表面,空腔内场强E=0。空腔导体具有静电屏蔽的作用。8.空腔原带有电荷Q：将q电荷放入空腔内，内表面带有-q电电荷,外表面带有Q+q电荷。接地可屏蔽内部电场变化，对外部电场的影响。本章小结与习题课五、电容器电容1.电容器电容2.电容器串联3.电容器并联本章小结与习题课六、电容器能量七、电场能量密度本章小结与习题课三、两个重要的物理量的计算I.电场强度计算方法1.由点电荷电电场求点电荷系2.矢量积分法——连续带电体本章小结与习题课3.利用高斯定理——具有高度对称的场4.灵活运用场叠加原理如空心均

3、匀带电球体，求球心连线上P点的场强。本章小结与习题课II.电势的计算方法1.由定义2.点电荷系3.代数积分法——连续带电体4.场强的线积分法本章小结与习题课四、两个重要定理1.静电场中的高斯定理2.静电场中的环路定理本章小结与习题课5.灵活运用场叠加原理如求由多个球壳构成体系的电势环路定理的微分形式环路定理的积分形式几种典型电荷分布的场强公式（1）均匀带电球面的场强（2）均匀带电球体的场强（3）无限长均匀带电直线的场强（4）无限大均匀带电平面的电场强度注意补偿法在高斯定理中的应用。++++++++++++++++++++++++

4、++++++++++++++++++++++++++++++++++++三.讨论1.关于高斯定理的讨论（1）若，则高斯面上各点的　一定处处为零（不一定！）例（2）如果高斯面上处处为零，能否认为高斯面内一定无电荷。（4）高斯定理只是适用于具有对称性的静电场（3）如果高斯面上处处不为零，能否说明高斯面内一定有电荷（不一定！电荷在高斯面外！）（不一定）（对静电场都适用！但是）（5）只有高斯面内的电荷对高斯面的通量有贡献。高斯面外的电荷和对高斯面通量无贡献（对！）2.电场强度与电势的关系的讨论（1）电场强度弱的地方，电势一定低（2）电势

5、不变的空间，电场强度一定为零（3）电场强度不变的空间，电势也一定不变微分关系积分关系（6）带正电的带电体的电势一定为正值（5）已知某一点，就可以确定该点的（4）已知某一点，就可以确定该点的(1)由定义求(3)由高斯定理求(2)由点电荷(或典型电荷分布)公式和叠加原理求(4)由与的关系求一.的计算系统加强训练典型静电场：点电荷：均匀带电圆环轴线上：无限长均匀带电直线：均匀带电球面：无限大均匀带电平面：思路：叠加法练习1：求半径R的带电半圆环环心处的电场强度1.均匀带电，线密度为2.上半部带正电，下半部带负电，线密度为3.非均匀带电

6、，线密度为lo解：1）用分量叠加，如图，由对称性：o解：2）对称性分析与1）有何不同？o解：3）有无对称性？o存在如图所示的对称性练习2：求均匀带电半球面(已知R,)球心处电场.思考：〈1〉用哪种方法求解?叠加法：〈2〉是否一定取点电荷？将半球面视为由许多圆环拼成.dl哪一个正确？(3)的大小，方向？(4)能不能由直接积分？积分限如何确定？dl沿方向。因为各圆环在o点处同向,可直接积分。其方向取决于的符号，若，则沿－x。思考：〈1〉选用哪种方法求解更方便？练习3：求半径R，电荷体密度（为常数，）带电球体内外的场强.未破坏电场分

7、布的球对称性.用高斯定理求解方便.〈2〉选高斯面？同心球面S(半径r)<4>电场强度的大小，方向？由高斯定理：得：沿径向练习4：在半径R1，体电荷密度的均匀带电球体内挖去一个半径R2的球形空腔。空腔中心o2与带电球体中心o1相距为a[(R2+a)

8、场的方法……分析：场源电荷分布具有面对称性，可视为由许多无限大带电平面组成，能够用高斯定理求解。在x<0,x>b区域，为均匀电场，EP1＝EP2＝E外，二者方向沿x轴，指向相反。在0