最新大学物理电磁学静电场理论2PPT课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？

2、”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅大学物理电磁学静电场理论2第三节高斯定理其上每点切向:该点方向电场线通过垂直的单位面积的条

3、数等于场强的大小，即其疏密与场强的大小成正比。一.电场线：空间矢量函数定量研究电场：对给定场源电荷求出其分布函数定性描述电场整体分布：电场线方法实例：均匀带电直导线的电场线电偶极子的电场线+-通过封闭曲面的电通量规定：封闭曲面外法向为正穿入的电场线穿出的电场线练习1：空间有点电荷q，求下列情况下穿过曲面的电通量1)曲面为以电荷为中心的球面2)曲面为包围电荷的任意封闭曲面3)曲面为不包围电荷的任意封闭曲面S1)曲面为以电荷为中心的球面与r无关单个点电荷场中，由+q发出的电场线延伸到，由而来的电场线到-q终止。在无电荷处，电场线不中断、不增

4、加。2)曲面为包围电荷的任意封闭曲面3)曲面为不包围电荷的任意封闭曲面结论：思考：1)是否存在q恰好在S上的情况？2)上述结论与库仑定律有何关系？练习2：空间有点电荷系，求穿过空间任意封闭曲面S的电通量曲面上各点处电场强度：包括S内、S外，所有电荷的贡献。穿过S的电通量：只有S内的电荷对穿过S的电通量有贡献。练习3：请总结穿过静电场中任意封闭曲面的电通量与空间电荷分布的关系。三.高斯定理静电场中，通过任意封闭曲面（高斯面）的电通量等于该封闭曲面所包围的电量代数和的倍：关于高斯定理的讨论：1.式中各项的含义高斯面，封闭曲面真空电容率内的净

5、电荷通过S的电通量，只有S内电荷有贡献上各点的总场，内外所有电荷均有贡献.2.揭示了静电场中“场”和“源”的关系电场线有头有尾发出条电场线，是电场线的“头”吸收条电场线，是电场线的“尾”“头”、“尾”“源”静电场的重要性质——静电场是有源场关于高斯定理的讨论：3.反映了库仑定律的平方反比关系4.利用高斯定理可方便求解具有某些对称分布的静电场成立条件：静电场求解条件：电场分布具有某些对称性才能找到恰当的高斯面，使中的能够以标量形式提到积分号外，从而简便地求出分布。常见类型：场源电荷分布球对称性轴对称性面对称性关于高斯定理的讨论：[例一]求

6、均匀带电球体（q、R）的电场分布对称性分析以O为中心，r为半径的球面S上各点彼此等价大小相等方向沿径向以半径r的同心球面为高斯面由高斯定理：确定高斯面通过S的电通量：即：球体外区域~电量集中于球心的点电荷球体内区域练习：1.求均匀带电球面（）的电场分布，并画出曲线.02.如何理解带电球面处值突变？高斯面：半径r的同心球面带电面上场强突变是采用面模型的结果，实际问题中计算带电层内及其附近的准确场强时，应放弃面模型而还其体密度分布的本来面目.计算带电球层（）的电场分布厚度较大厚度较小厚度为零球面[例二]无限长均匀带电直线（）的电场对称性分析

7、：点处合场强垂直于带电直线,与地位等价的点的集合为以带电直线为轴的圆柱面.高斯面：取长L的同轴圆柱面，加上底、下底构成高斯面S由高斯定理：讨论：1.无限长均匀带电柱面的电场分布对称性分析：视为无限长均匀带电直线的集合；选高斯面；同轴圆柱面由高斯定理计算2.求无限长、均匀带电柱体的电场分布时，高斯面如何选取？3.当带电直线，柱面，柱体不能视为无限长时，能否用高斯定理求电场分布？如果不能，是否意味着高斯定理失效？讨论：[例三]无限大均匀带电平面的电场（电荷面密度）对称性分析：视为无限长均匀带电直线的集合方向垂直于带电平面，离带电平面距离相等

8、的场点彼此等价如何构成封闭的高斯面？由高斯定理：高斯面：两底面与带电平面平行、离带电平面距离相等，轴线与带电平面垂直的柱面。其指向由的符号决定讨论：1.本题是否还有其它构成高斯面的方法？底面与带电平面平行、