真空中静电场.ppt

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1、真空中电荷周围存在着静电场电场强度的计算有两种方法：1.点电荷或电荷微元产生场强的叠加；2.电荷对称分布时可用高斯定理求解。第13章静电场电荷、电场(电场强度)、电势正电荷负电荷库仑定律电子电量1、点电荷产生的电场：多个点电荷时满足叠加原理132、连续带电体产生的电场：具体的解题步骤：其电场看成由许多点电荷产生电场的叠加①选取适当的电荷元；②建立坐标系，将电荷元的电场强度分解；③确定积分的上下限积分:电荷均匀分布的圆环带电体xyzpldldE电荷均匀分布的圆环带电体xyzp电荷均匀分布的圆盘带电体电

2、荷均匀分布的长直带电体①选取适当的电荷元；②建立坐标系，将电荷元的电场强度分解；③确定积分的上下限积分:3、高斯定理的应用：高斯定理解题步骤：(1)分析对称性(2)过所求点作封闭高斯面(3)计算封闭高斯面内的电荷(4)根据公式计算电场球对称性带电体,过所求点作同球心的高斯球面.轴对称性带电体,过所求点作同轴封闭圆柱面面对称性带电体,过所求点作垂直平面封闭圆柱面电通量封闭面内的电量电荷均匀分布的球壳带电体pp电荷集中在球心球壳内电场处处为零球壳上电荷产生的电场相互抵消电荷均匀分布的长直带电体ya电荷均

3、匀分布的平面带电体(1)分析对称性(2)过所求点作封闭高斯面(3)计算封闭高斯面内的电荷(4)根据公式计算电场课堂练习选择题(只有一个选择是对的)1）用电中性皮毛和塑料进行摩擦,皮毛和塑料上的电荷为A)0.1C和-0.2C;B)0.2C和-0.2C;C)-0.2C和-0.2C;D)-0.1C和0.1C2）电荷均匀分布在球壳面上，空间电场A)只有球心处为零;B)只有离球无穷远处为零;C)球壳内电场处处为零;D)球壳外的电场处处为零4）真空中有两平行板，等量的正电荷和负电荷分别均匀分布在上面，空间电场为

4、零处A)只有在两板之间;B)只有在带正电荷板的外侧;C)只有在带负电荷板的外侧;D)两平行板的外侧3）电荷分布在不规则的封闭曲面上，在其内部作一球型高斯面A)高斯面上电场处处为零;B)高斯面内电场处处为零;C)封闭曲面内电场处处为零;D)通过高斯面的电通量为零课堂练习2、计算题1）有一塑料细杆被弯成半径为R的半圆形，其上均匀带的电荷为+Q，试求圆心处的电场？2）半径为R的塑料固体球，电荷+Q均匀分布在球体上，计算球体内外的电场？课堂练习选择题(只有一个选择是对的)1）用电中性皮毛和塑料进行摩擦,皮毛

5、和塑料上的电荷为A)0.1C和-0.2C;B)0.2C和-0.2C;C)-0.2C和-0.2C;D)-0.1C和0.1C2）电荷均匀分布在球壳面上，空间电场A)只有球心处为零;B)只有离球无穷远处为零;C)球壳内电场处处为零;D)球壳外的电场处处为零4）真空中有两平行板，等量的正电荷和负电荷分别均匀分布在上面，空间电场为零处A)只有在两板之间;B)只有在带正电荷板的外侧;C)只有在带负电荷板的外侧;D)两平行板的外侧3）电荷分布在不规则的封闭曲面上，在其内部作一球型高斯面A)高斯面上电场处处为零;B

6、)高斯面内电场处处为零;C)封闭曲面内电场处处为零;D)通过高斯面的电通量为零课堂练习2、计算题1）有一塑料细杆被弯成半径为R的半圆形，其上均匀带的电荷为+Q，试求圆心处的电场？yxldlq2）半径为R的塑料固体球，电荷+Q均匀分布在球体上，计算球体内外的电场？pp4、静电场力作功的特点：当试验电荷qo从q的电场中a点移到b点过程中,电场力作功真空中电荷周围存在着静电场做功与路径无关由多个静止点电荷组成的系统或连续带电体(可看成是由无数电荷元组成)。由场强叠加原理可得到电场力做功与路径无关。4、静电

7、场力作功的特点：真空中电荷周围存在着静电场任何静电场，电场强度的线积分只取决于起始和终了的位置,而与路径无关。这一特性叫做静电场的保守性。静电场的保守性还可表述为：任意闭合路径的线积分等于零。称为静电场的环路定理或环流定理。电场力作功与路径无关，说明电场力是保守力，也表明静电场是有势场。运动电荷的场不是保守场，而是非保守场，将在磁场部分讨论。5、电势能、电势电势能只有相对大小，必须规定一个电势能的零点，保守力的功等于势能增量的负值消除试验电荷的影响，引进一个仅与电场本身性质有关的物理量---电势将单

8、位正电荷从a点沿任意路径移到电势为零的点时，静电力所做的功。零点通常选在无穷远处。在实际问题中，也常常选地球的电势为零电势。电势差与电势的零点选取无关。电势差(电压)PQ与电势的零点选取无关。当已知电势分布时，可用电势差求出点电荷在电场中移动时电场力所做的功电势相当于一个单位正电荷的电势能。6、电势的计算：用场强分布和电势的定义直接积分。点电荷的电势：正点电荷周围的场电势为正，离电荷越远，电势越低。正点电荷周围的场电势为正，离电荷越远，电势越低。负点电荷周围的场电势为