[工学]期末总复习静电场.ppt

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1、静电场一、库仑定律“点电荷”模型条件：当带电体的大小和形状可以忽略时。.Plrl<

2、反比关系，指数2的误差<10-16。二、电场强度试验电荷q0：（1）正电荷（2）点电荷（3）电量足够小电场中各处的力学性质不同。1、在电场的不同点上放同样的试验电荷q0；2、在电场的同一点上放不同的试验电荷。实验：电场强度：与q0无关。场强的方向：正电荷在该处所受电场力的方向。场强的大小：F/q01、矢量场2、SI单位：或3、点电荷q在外场中受的电场力：称均匀电场或匀强电场。讨论判断正误电场和试探电荷同时存在同时消失；电场强度与试探电荷成反比；电场的存在与试探电荷无关；电场是试探电荷和场源电荷共同产生的；电场强度的大小就是

3、在该点放上一个一库仑的电荷所受的力。三、电场强度的计算1、点电荷的场强q02、场强叠加原理和点电荷系的场强场强叠加原理：Fnqnq1q2q3F3F2F1Pq0点电荷系的场强：根据场强叠加原理3、电荷连续分布带电体的场强dq电荷元dq在P点的场强：带电体在P点的场强：线电荷：dq=dl面电荷：dq=dS体电荷：dq=dVPr对闭合曲面的电通量：规定闭合曲面以外法线方向为正（1）当<90°时：电场线穿出闭合曲面，对电通量的贡献为正（2）当>90°时：电场线穿入闭合曲面，对电通量的贡献为负（3）当=90°时：电场线与

4、曲面相切，对电通量的贡献为零S四、高斯定理：电荷q在闭合曲面以外穿进曲面的电场线条数等于穿出曲面的电场线条数。高斯定理：静电场中，通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电量的代数和的1/o倍。2.闭合面内、外电荷都有贡献，对对电通量的贡献有差别。只有闭合面内的电量对电通量有贡献!++2q+++q+q+–+2q-2q1.物理意义：静电场是有源场!讨论3.库仑定律把场强和电荷直接联系起来,在电荷分布已知的情况下由库仑定律可以求出场强的分布。而高斯定理将场强的通量和某一区域内的电荷联系在一起，在电场分布已知的

5、情况下，由高斯定理能够求出任意区域内的电荷。4.库仑定律只适用于静电场,而高斯定理不但适用于静电场和静止电荷,也适用于运动电荷和迅速变化的电磁场。例在静电场中通过高斯面S的通量为零，可以得出哪些结论？有一均匀带电的球形气球，在膨胀过程中，空间各处的场强将如何变化？如果高斯面内有净电荷，则高斯面上电场强度处处不为零，对吗？如果高斯面内没有净电荷，则高斯面上电场强度处处为零，对吗？例以点电荷Q为中心作一球形高斯面，讨论在下列几种情况下，穿过高斯面的电通量是否改变？（1）将Q移离高斯面的球心，但仍在高斯面内；（2）在高斯面外附近

6、放置第二个点电荷；（3）在高斯面内放置第二个点电荷。五、高斯定理的应用从对称的源电荷分布求场强分布常见的高对称电荷分布有：（1）球对称性：均匀带电的球体、球面和点电荷。（2）柱对称性：均匀带电的无限长的柱体、柱面和带电直线。（3）平面对称性：均匀带电的无限大平板和平面。带电体的电荷(场强)分布要具有高度的对称性。条件：电荷分布具有较高的空间对称性1、分析带电体的电荷分布和电场分布的特点，以便依据其对称特点选取合适的闭合面（高斯面）。应用高斯定理求解电场强度的一般步骤：2、闭合面（高斯面）选取类型：a、面上各点电场强度与面垂

7、直，大小处处相等；b、面上一部分各点电场强度处处相等且与面垂直，另外部分电场强度与面处处平行。++++++++++++++++q例求电荷呈球对称分布时所激发的电场强度rR时，高斯面内无电荷，解：高斯面电荷及场分布特点:球对称,设球半径R,电荷量为q高斯面:球面,半径r依高斯定律:(1)电荷均匀分布在球面:+++++++++++++++++++++q++++++++++++++++qr>R时，高斯面内电荷量即为球面上的全部电荷，高斯面可见，电荷均匀分布在球面时，它在球面外的电场就与全部电荷都集中在球心的点电荷所激发的电场完

8、全相同。（2）电荷分布在整个球体内：++++++r0RE均匀带电球面电场强度曲线如上图。++++++++++++++++qr>R时，高斯面内电荷量即为球体上的全部电荷，球体外电场和电荷均匀分布在球面上时球面外电场完全相同。高斯面+++++r