真空中的高斯定理电势和电势差课件.ppt

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1、●电偶极子周围场强:●点电荷周围的场强延长线上：中垂线上：中垂线上：●均匀带电圆盘轴线上●均匀带电圆环轴线上●均匀带电直线延长线上：特例：无限长带电直线周围：无限大带电平面周围：复习：例：求电偶极子在均匀电场中所受的作用。解:电偶极子在均匀外电场中所受的合外力–q+q点电荷q在外电场中所受的静电力为:五、带电粒子在外电场中所受的作用P10大小：方向：顺时针写成矢量式：●电偶极子在均匀外电场中所受的合外力●点电荷q在外电场中所受的静电力为:–q+q大小：方向：●电偶极子在均匀外电场中所受的力矩13.4真空中的高斯定理二、电通量三、高斯定律一、电场线四、高斯定律的应用13.

2、4真空中的高斯定理描述电场解析法图示法—电力线注意：电力线是假想的线；电力线代表合电场分布；电力线性质：①始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远)；③二电力线不会相交。②不形成闭合线；一、电场线（电力线）点电荷的电场线正点电荷+负点电荷一对等量异号点电荷的电场线+一对等量正点电荷的电场线++一对不等量异号点电荷的电场线带电平行板电容器的电场线++++++++++++–––通过某一曲面的电力线条数通过面元dS和dS电力线条数相等吗?dSdS二、电通量所以，通过dS的电力线条数或电通量为：=EdScos均匀电场，通过平面dS的电通量用表示先求通过面元dS电力

3、线条数:相等设与平面法线夹角为对任意曲面SSdS引入矢量面元则对封闭曲面非均匀电场，通过面元dS的电通量习惯上规定：面元方向----由闭合面内指向面外简称外法线方向<0电力线穿入>0电力线穿出S（1）式几何含义：通过闭合曲面的电力线的净条数ss'1封闭曲面包围一个点电荷qq求通过球面S的电通量多少？三、高斯定律问题：通过闭合面的电通量多少？显然,通过任意包围点电荷q的闭合面的电通量都等于q/0.2封闭曲面不包围点电荷q通过曲面s的电通量=？Sqss'q1封闭曲面包围一个点电荷q先考虑曲面s上任意一点的电场是多少？q1q2qnqn+1qkS3封闭曲面s内包围n个点电荷，通

4、过s的电通量是多少？点电荷在封闭曲面内：点电荷在封闭曲面外：通过曲面s的电通量：通过封闭曲面的电通量为：–––在封闭曲面内所有电荷电量的代数和.高斯定律:在真空中的静电场内,通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的电荷的电量代数和的1/0倍.注意：qi仅仅是曲面内的电荷●高斯定律反映了静电场是有源场.思考1.静电场中任一闭合曲面S,2.若闭合曲面S上各点,则S面内一定不包围电荷吗?不一定!不一定!Sq–+ss+q-q3.要从上式中解出E,其电场分布应具有什么特点？当电荷分布具有某种对称性时,四、高斯定律的应用利用高斯定理求解较方便常见的电荷分布的对称性：球对称

5、柱对称面对称均匀带电的球体球面(点电荷)无限长柱体柱面带电线无限大平板平面对称性的分析取合适的高斯面列方程求解解题步骤：作什么高斯面？++++++++++++例13-8均匀带电球壳的电场强度一半径为,均匀带电的薄球壳.求球壳内外任意点的电场强度.解（1）（2）rRoE-r图线RorS内●若为一均匀带电球体(r>R)(rR)rRo解得：E-r图线q例求无限长均匀带电圆柱面的电场分布(R,).解:=0rlE=(r>R)0(rR)

6、0(rR)(rR)(rR)(rR)0(rR)(rR)(rR)0(rR)(r

7、分布（对电荷或电场具对称性分布的情况）→3用高斯定理求E的步骤：2高斯定理用途：②反映了静电场的性质，即静电场是有源场分三步(1)分析电荷分布的对称性；(2)根据对称性取高斯面；(3)根据高斯定理求电场强度。复习：小结：●均匀带电球壳的电场强度均匀带电球体(r>R)(rR)(rR)0(rR)(r