《物理真空中静电场》PPT课件

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1、一电场线(1)切线方向为电场强度方向1规定(2)疏密表示电场强度的大小在电场内人为地画一些曲线，表示场强的大小和方向1电场线表示正电荷放在该点时受力的方向。它表示带电体加速度的方向，而不是带电体的移动方向。2人为定义dS┻电力线的疏密程度表示电场的强弱。电场线数密度：垂直电场方向单位面积内电场线的根数令其等于该处电场强度的大小为使电场线表示出各点场强的大小分布的情况，引入电场线数密度的概念。3+正点电荷与负点电荷的电场线-4一对等量正点电荷的电场线++5-+一对等量异号点电荷的电场线6一对不等量异号点电荷的电

2、场线-q2q7+++++++++++++-------------带电平行板电容器的电场线82特点(1)电场线起自正电荷（或“”远）、止于负电荷（或“”远），不会在没有电荷的地方中断——不中断(2)任何两条电场线不相交.(3)电力线不能是自我闭合——不闭合9说明（1）电力线非客观存在，是人为引入的辅助工具；（2）电力线可用实验演示。电力线作用：说明场强的方向；说明电场的强弱；说明电场的整体分布。10二电场强度通量通过电场中某个面的电场线数1定义2表述匀强电场，垂直平面时.11垂直电场方向单位面积内电场线

3、的根数等于该处电场强度的大小12匀强电场，与平面夹角.1314非匀强电场，曲面S.电通量的基本定义式15讨论标量，有正负取实蓝箭头所示方向取虚红箭头所示方向正负取决于面元法线方向的选取>0<0为锐角，即电场线顺着法向穿过曲面，通量为正；为直角，即电场线顺着平面，通量为零；为钝角，即电场线逆着法向穿过曲面，通量为负；16非均匀场，闭合面S.对于封闭曲面,规定面元方向沿闭合面外法线方向为正电力线穿入为负电力线穿出为正17几何含义：通过闭合曲面的电力线的净条数e＞0表示穿出闭合曲面的电力线多；e＜0，

4、表示进入闭合曲面的电力线多；e＝0表示无电力线进出或穿出和进入的电力线相等。穿过封闭面的电通量表示为18电通量小结定义：通过任一曲面的电力线净根数表达式：面元的电通量任一曲面的电通量特例：均匀场，平面19注意：（1）的大小：面元面积，方向：法线非闭合曲面，可取其中任意一个为法线矢量的正方向；但对于闭合曲面来讲，通常规定外法线矢量为正。（2）标量，有正负，穿出为正，穿入为负推广：通量概念20例1三棱柱体放置在如图所示的匀强电场中.求通过此三棱柱体的电场强度通量.解S1S221S1S222在点电荷q的电场中，

5、通过求电场强度通量导出.三高斯定理1高斯定理的导出高斯定理库仑定律电场强度叠加原理23高斯高斯(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.点电荷位于球面中心+通过球面的电场线总条数点电荷电场线在空间连续不中断25点电荷在闭合曲面内+点电荷电场线在空间连续不中断，所以通过图中两个闭合曲面的电通量相等26+点电荷在闭合曲面外电场线连续，则穿入和穿出曲面的电场线数相等，27点电荷系的电场

6、28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.2高斯定理高斯面293高斯定理的讨论(1)高斯面：闭合曲面.(2)电场强度为所有电荷在高斯面上的总电场强度.(3)电场强度通量：穿出为正，穿进为负.(4)仅高斯面内电荷对电场强度通量有贡献.30闭合面内的电荷决定通过闭合面的电通量,只要S内电荷不为零，则通量不为零——静电场有源正电荷——喷泉形成的流速场——源负电荷——有洞水池中的流速场——汇高斯定理是静电场的一条重要的定理，反映场和源的关系,有其重要的理论地位，是静电

7、场基本方程之一。31高斯定理是由库仑定律导出的，反映了电力平方反比律，如果电力平方反比律不满足，则高斯定理也不成立。验证平方反比关系用高斯定理精度远高于库仑扭称法。试验者年代偏差卡文迪许1773≤0.02库仑1785≤0.04麦克斯韦1873≤5×10-5普林顿和洛敦1936≤5×10-9威廉斯等人1971≤5×10-1632从高斯定理看电场线的性质电场线疏的地方场强小，密的地方场强大电场线起始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，无电荷处不中断333判断对错：（1）=0，则面内无电荷。错！有可能面内电荷

8、等量异号。（2）=0，则面上各点的场强均为零错！不一定34在点电荷和的静电场中，做如下的三个闭合面求通过各闭合面的电通量.讨论将从移到点P电场强度是否变化？穿过高斯面S的电通量有否变化？*35四高斯定理应用举例用高斯定理求电场强度的一般步骤为：对称性分析；根据对称性选择合适的高斯面；应用高斯定理计算.36例2设有一半径为R,均匀带电Q的球面.求球面内外任意点的电场强度.电场特点分析：PP方向：沿着