《静电场习题课讲》PPT课件

《《静电场习题课讲》PPT课件》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、静电场习题课静电场的两个主要问题：１、场强的计算２、电势的计算电场强度的计算方法之一利用点电荷的场强公式1.点电荷的电场电场强度的计算重要2.点电荷系的电场3.连续带电体的电场体电荷面电荷线电荷abＰdc在正方形的顶点处放置等量的点电荷，要求中心P处的场强和电势都等于零，应如何放置？aq例、求顶点Ｐ处的电场强度ＰaqＰqqq例、求Ｐ点处的电场强度aqＰq－q－q例、求Ｐ点处的电场强度例题求均匀带电细杆延长线上一点的场强。已知q,L,a课堂练习求均匀带电细杆中垂线上一点的场强。已知q,L,a例求一均匀带电圆环轴线上任一点x

2、处的电场。已知：q、R、x。yxxpRdqr电荷元dq产生的场根据对称性1.求均匀带电半圆环圆心处的，已知R、课堂练习：＋＋＋－－－例求均匀带电圆盘轴线上任一点的电场。已知：q、R、x求：Ep解：细圆环所带电量为由上题结论知：RrPx求O点的电场强度电场强度的计算方法之二利用高斯定律在电场中画一组曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的电场强度方向一致，曲线的疏密程度表示场强的大小，这样的一组曲线称为电力线。一、电场的图示法电力线第二讲电通量高斯定理我们可以在电场中取一个垂直于电场方向的小面元dS，通过该小面元的电力线根数与

3、该面元的面积的比值称为电力线密度。我们规定电场中某点的场强的大小在数值上必须等于该点的电力线密度。大小：方向：切线方向=电力线密度电力线性质：2、任何两条电力线不相交。1、不形成闭合回线，也不中断，而是起于正电荷（或无穷远处）、止于负电荷（或无穷远处）；总结：二、电通量通过电场中某一给定面的电力线根数称为通过该面的电通量。用e表示。均匀电场S与电场强度方向垂直均匀电场，S法线方向与电场强度方向成角电场不均匀，S为任意曲面S为任意闭合曲面如图，对于闭合曲面我们通常规定外法线方向为正方向。这样，进入闭合曲面的电力线产生的

4、电通量为负；从闭合曲面中出来的电力线产生的电通量为正。如果出来的电力线根数多于进入的电力线根数，表明此闭合曲面内正电荷多于负电荷；反之，则负电荷多于正电荷。三、高斯定理在真空中的任意静电场中，通过任一闭合曲面S的电通量e,等于该闭合曲面所包围的电荷电量的代数和除以0而与闭合曲面外的电荷无关。2、高斯定理的理解a.是髙斯面各面元处的电场强度，是由全部电荷（面内外电荷）共同产生的场强的矢量和，而过曲面的通量由曲面内的电荷决定。当通过髙斯面的电通量等于零时，并不意味着曲面上各点的电场强度等于零。b.当通过髙斯面的电通量为正

5、时，表示该髙斯面内的净电荷为正，从髙斯面内出来的电力线多于进入髙斯面内的电力线；反之，当通过髙斯面的电通量为负时，则进入面内的电力线多于出来的电力线。四、高斯定理的应用1.利用高斯定理求某些特殊情况下的电通量例：如图所示，在半球面的球心处有一点电荷q，计算通过该半球面的电通量。例:如图所示，正方形面ABCD的边长为a，点电荷q在面ABCD的中垂线上，且与面ABCD的距离也为a，求通过面ABCD的电通量。ABCDqaa/2ABCDq例:如图所示，在正方体的某一顶点上有一点电荷q，求通过面ABCD的电通量。ABCDqBACD

6、步骤：1.对称性分析，确定电场强度的大小和方向的分布特征。2.根据电场的对称性作高斯面，计算电通量。3.利用高斯定理求解下面举例说明当电场分布具有高度对称性时可以利用高斯定律计算场强分布第一种情形：电场呈现球对称分布+q解:对称性分析具有球对称作高斯面——球面电通量电量用高斯定理求解例1.均匀带电球面的电场。已知R、q>0R+++++++++++++++r高斯面均匀带电球面高斯面R++++++++++++++rq+r解：rR电量高斯定理场强电通量均匀带

7、电球体电场强度分布曲线εROOrERR1R2q1q2IIIIII课堂练习.如图所示的均匀同心带电球面，两球面的半径分别为R1和R2，所带电量分别为q1和q2，求区域I、II和III的场强分布。高斯面R1R2q1q2IIIIIIr例.如图所示,一半径为R的带电球体，其电荷体密度分布为,若在球体内挖去一个半径为r的小球体，求两球心O和O’处的场强。两球心间的距离为d。RdOO，rRdOO，rRdOO，r第二种情形：电场呈现轴对称分布例1、如图所示，一无限长直均匀带电线，单位长度的电量为，求其空间电场分布。rr例．如图

8、所示，一宽度为a的无限长均匀带电平面，单位长度的电量为，面外与带电平面共面的有一点Ｐ，与带电面的右边缘相距为b，试求Ｐ点的场强。aＰＸＯdxXb高斯面lr解：场具有轴对称分布高斯面：圆柱面例2.无限长均匀带电圆柱面的电场。沿轴线方向单位长度带电量为(1)r