大学物理电场复习.ppt

《大学物理电场复习.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电磁学一、电学：（真空中静电场、静电场中导体和电介质）1．会用叠加原理计算简单带电体的电场（圆弧、直棒）、电势（圆环）分布；能用高斯定理计算形状对称带电均匀（球、柱、面）电场中任意一点的电场强度，用场强积分法计算电场中任意一点的电势和两点间的电势差，电场力做功的计算。2．导体静电平衡条件，能从静电平衡条件来分析简单的带电导体（球对称体和平面）在静电场中的电荷分布、场强分布和电势分布。3.了解各向同性均匀电介质中电场强度与真空中电场强度的关系、电容值大小及电场能量的变化（电介质问题的计算不作要求）4.能计算几何形状简单的电容器的电容（主要指球形和柱形）及电场能量。（10分）2选择题+3

2、填空题（5分）电学（带电体电场强度、电势计算等）第8章真空中的静电场8-1库仑定律o：真空中的介电常数（真空中的电容率）(2)库仑定律指出两静止电荷间的作用力是有心力讨论(1)库仑定律成立的条件是真空和静止静止：两个电荷相对静止，且相对于观察者静止；可放宽为静止的源电荷对运动电荷的作用力。但不能推广至运动电荷对静止电荷的作用力。力的大小与两电荷间的距离服从平方反比律。(3)库仑定律是一条实验定律(4)库仑定律给出的平方反比律中，r值的范围相当大近代物理实验表明，r的数量级可在1017~107m范围。(5)库仑定律适用于点电荷，故r永不趋于零Fq12qr2r0e4p1§8-2静电场

3、电场强度8-2-1电场电场：电荷周围存在着的一种特殊物质。静电场：静止电荷所产生的电场电荷电荷电场2021/8/23用、来分别描述静电场的上述两项性质(1)场中任何带电体都受电场力作用——动量传递(2)带电体在电场中移动时，场对带电体做功——能量传递场是一种特殊形态的物质实物物质场电场强度定义：1.电场强度的大小为F/q0。2.电场强度的方向为正电荷在该处所受电场力的方向。单位电荷在电场中受力8-3电场强度的计算1.电场强度叠加原理：2.高斯定理：3.电势的负梯度：1.电场强度叠加原理：1）点电荷系电场中的电场强度2）连续分布电荷电场中的电场强度由对称性有解例正电荷均匀分布在半径为的

4、圆环上.计算在环的轴线上任一点的电场强度.讨论（1）（点电荷电场强度）（2）（3）例均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度.有一半径为,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.解由例１（点电荷电场强度）讨论无限大均匀带电平面的电场强度闭合曲面的电场强度通量规定：外法线方向为正当<90°时Φe>0：电场线穿出闭合曲面。当>90°时Φe<0：电场线穿进闭合曲面。当=90°时Φe=0：电场线与曲面相切。8-4电通量§8-5高斯定理及其应用高斯(C.F.Gauss1777-1855）德国数学家、天文学家和物理学家，有“数学王子”美称，他与韦伯制成

5、了第一台有线电报机和建立了地磁观测台，高斯还创立了电磁量的绝对单位制.在真空中静电场，穿过任一闭合曲面的电场强度通量，等于该曲面所包围的所有电荷的代数和除以.高斯定理高斯面思考：1）高斯面上的与那些电荷有关？2）哪些电荷对闭合曲面的有贡献？高斯定理的讨论(1)高斯面：闭合曲面(2)电场强度：所有电荷的总电场强度(3)电通量：穿出为正，穿进为负(4)仅面内电荷对电通量有贡献(5)静电场：有源场高斯定理的应用高斯定理的一个重要应用就是计算电场强度。高斯定理计算场强的条件：带电体的电场强度分布要具有高度的对称性。⑴高斯面上的电场强度大小处处相等；⑵面积元dS的法线方向与该处的电场强度的方向

6、一致。用高斯定理计算电场强度的步骤：从电荷分布的对称性来分析电场强度的对称性，判定电场强度的方向。2.根据电场强度的对称性特点，作相应的高斯面（通常为球面、圆柱面等），使高斯面上各点的电场强度大小相等。3.确定高斯面内所包围的电荷之代数和。4.根据高斯定理计算出电场强度大小。1.球对称：均匀球面、均匀球体、均匀双球壳2、轴对称：无限长均匀带电导线、无限大均匀带电平面、均匀柱壳、均匀双柱壳选高斯面为同心球面。选取闭合的柱形高斯面求解均匀带电球面的电场分布?解：(1)(2)++++++++++++P++++++++++++P选高斯面为同心球面。+++++求解无限长均匀带电直线的电场分布选

7、取闭合的柱形高斯面+as上、下底面的通量均为零EE圆柱侧面各点E等值与ds法线同向,且++++++asecond讨论无限大带电平面的电场叠加问题back8.6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.§8.7电势能电势电势差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.注意：电势能的零点可以任意选取，但是在习惯上，当场源电荷为有限带电体时，通常把电势能的零点选取在无穷