最新s华中科技大学物理课件__静电场PPT课件.ppt

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1、s华中科技大学物理课件__静电场第九章静电场§9.1电荷和库仑定律§9.2静电场、电场强度§9.3静电场的高斯定理§9.5电势差和电势§9.4静电场的环路定理§9.7静电势能§9.6电势梯度9/17/20212q是受力电荷由施力电荷指向受力电荷场点电荷的符号相同，力的方向与r矢量相同。电荷的符号不同，力的方向与r矢量相反。§9.1电荷的相互作用叠加原理9/17/20213点电荷系电场强度矢量作用力电偶极矩相互作用＝电荷×场均匀电场对偶极子的作用为力矩作用。力矩M总是使偶极子转向电场的方向。9/17/20217空间某点的电场强度，是各点电荷单独存在

2、时在该点产生电场强度的矢量和——电场叠加原理。二、电场叠加原理9/17/202181.点电荷的电场当i=1时，有当ｑ1>0时，E矢量与r矢量同向当ｑ1<0时，E矢量与r矢量反向点电荷系的电场三、电场强度的计算9/17/202192.点电荷系的电场当i>１时，有电场具有叠加的性质3.电荷连续分布的带电体的电场将连续分布的带电体视为由无数电荷元组成，每个电荷元视为一个点电荷。电荷元：dq电荷元的电场公式：场点9/17/202110电荷元的电场公式：带电体总电场为：注：矢量积分，通常用其分量式求解。线分布：面分布：体分布：求E的关键是正确的写出dq电荷分布

3、的三种方式：9/17/202111四、电场的求解求解空间定点P电场的方法：1先写出电荷元的电场（点电荷电场）2利用电场叠加原理(求和或积分)。9/17/202112例长为L,带电量为q的均匀带电直线的电场λdy看成是点电荷利用叠加原理计算P点电场9/17/2021139/17/2021149/17/2021151)P在带电直线的中垂线上讨论：无限长带电直线9/17/202116“半”无限长带电直线9/17/202117点电荷电场场点源点9/17/202118带电平面由无限长导线组成面电荷密度为、宽为b的无限长均匀带电平面的电场9/17/202119带

4、电平面由无限长导线组成9/17/202120无限大带电平面由无限长导线组成9/17/202121例求半径为R电量为Q的均匀带电圆环轴线上的电场右视图由于对称性：9/17/2021229/17/202123由圆环电场，可以得到到均匀带电圆盘和无穷大带电平面的电场。圆心电场为零点电荷电场9/17/202124面电荷密度为σ均匀带电圆盘轴线上的电场9/17/202125R’有限时，当时点电荷电场9/17/202126无限大带电平面的电场当时，当时无限大带电平面的电场其中p点电场的一半是上述圆盘产生的。9/17/202127由圆环电场，可以得到均匀带电半球面

5、之球心的电场。其中9/17/202128利用叠加的原理可以求解连续带电体的组合电场板内点：板外点：9-139/17/202129特点：1、电场线起始于正电荷，终止于负电荷；2、电场线不形成闭合曲线；3、电场线不相交，电场强度的唯一性。一、电场(力)线§9.3静电场的高斯定理2)电场中某点的电场强度大小等于该点处垂直于电场方向的单位面积上通过的电场线条数。1)电场线上每一点的切线方向和该点的同向电场线密度—形象描述电场的矢量线9/17/202130二、电通量定义：通过电场中任一给定面的电场线总条数，就是该面的电通量。记为e1.E为均匀场，平面是面积方

6、向矢量S9/17/2021312·一般电场，任意曲面S为闭合曲面，则通量为：9/17/202132S为闭合曲面，则通量为：规定：闭合曲面S的外法向为正，为外法向。E线由S面内穿出曲面E线由S面内穿入曲面9/17/202133三、闭合面的电通量与空间电荷分布1.单个点电荷在球面中心9/17/202134通量与曲面半径无关曲面的半径变小，S变为S’时，电场线的条数不变，通量不变。2.点电荷不在球面中心只要点电荷在任意曲面内，一个电荷对曲面的电通量是相同的。电场线的条数不变，通量不变。9/17/2021353.多个点电荷在曲面内的电通量多个点电荷在曲面内的

7、电通量是各个点电荷对S面电通量的和。4.单个点电荷在任意曲面外9/17/202136曲面内无电荷曲面内有电荷q点电荷通量：电荷在曲面外电荷在曲面内i是S曲面内的电荷的编号5.点电荷系积分结果仅与曲面内的电荷有关，与曲面外的电荷无关。9/17/202137四、高斯定理S曲面称为高斯面说明：.该电场强度对某一个曲面的电通量仅由空间分布在高斯面内的电荷决定。若S内的电荷是连续分布：定理中的E是S曲面上的各点的电场强度，由空间分布的全部电荷决定。任意曲面的电通量的计算可以用下式计算：9/17/202138求解如图所示球面的电通量由于通量与电荷在球面内的位置

8、无关但是电荷在球面内移动会影响球面上各点的电场强度分布。9/17/2021399-16q电场对立方体闭合面的