静电场环路定理课件.ppt

《静电场环路定理课件.ppt》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、1-3电场力的功电势保守力其中则与路径无关一．电场力做功的特点q0推广(与路径无关)结论试验电荷在任何静电场中移动时，静电场力所做的功只与路径的起点和终点位置有关，而与路径无关。静电场力是保守力!二、静电场的环路定理abcd即静电场力移动电荷沿任一闭和路径所作的功为零。q0沿闭合路径acbda一周电场力所作的功在静电场中，电场强度的环流恒为零。——静电场的环路定理b点电势能则ab电场力的功试验电荷处于a点电势能三、电势能保守力的功=相应势能的减少所以静电力的功=电势能的减少=电势能增量的负值注意：1.引入电势能的目的是量度两点间电场力的功；2.Wa与零点选

2、择有关；3.Wa属于q0及电场系统共有.定义电势差电场中任意两点的电势之差（电压）四、电势电势差单位正电荷在该点所具有的电势能单位正电荷从该点到无穷远点(电势零点)电场力所作的功a、b两点的电势差数值上等于将单位正电荷从a点移到b时，电场力所做的功。定义电势将电荷q从ab电场力的功注意1、电势是相对量，电势零点的选择是任意的。对于有限带电体而言,电势零点的选择在无限远点;对于仪器而言电势零点的选择在底板上.2、两点间的电势差与电势零点选择无关。1、点电荷电场中的电势如图P点的场强为由电势定义得讨论对称性:大小以q为球心的同一球面上的点,电势相等.五、电势的

3、计算根据电场叠加原理场中任一点的2、电势叠加原理若场源为q1、q2qn的点电荷系场强电势各点电荷单独存在时在该点电势的代数和.(标量叠加).由电势叠加原理，P的电势为点电荷系的电势连续带电体的电势由电势叠加原理P根据已知的场强分布，按定义计算由点电荷电势公式，利用电势叠加原理计算电势计算的三种方法：前提：无穷远处为电势零点利用已知电势结果+电势叠加原理例1、求电偶极子电场中任一点P的电势由叠加原理其中课堂练习：已知正方形顶点有四个等量的点电荷r=5cm①求②将③求该过程中电势能的改变从电场力所作的功电势能例2、求均匀带电圆环轴线上的电势分布。已知：

4、R、q解:方法一微元法方法二定义法由电场强度的分布例3、求均匀带电球面电场中电势的分布，已知R,q,σ解:方法一叠加法(微元法)任一圆环由图方法二定义法由高斯定理求出场强分布由定义uu∝1/r课堂练习：求等量异号的同心带电球面的电势差已知+q、-q、RA、RB解:由高斯定理由电势差定义思考：内、外球面上的电势分别是多少？例4：点电荷q处于A点，若以B作为电势零点。求C点的电势。ABCqr1r2解题思路：两点之间的电势差与电势零点的选取无关。例5：求无限长均匀带电直线的电场中的电势分布。解：选取点为电势零点，B点距带电直导线为。当电荷分布到无穷远时，电势零点不

5、能再选在无穷远。A利用已知电势结果加电势叠加原理例1：求均匀带电圆盘中心轴线上一点的电势例2:半径均为R的两个球体相交,球心距离o1o2=d，不重叠部分均匀带电，电荷体密度左侧为，右侧为。求距离o2为r的P点的电势。Ｏ1Ｏ2Pr提示:将相交部分看成带电荷。提示：将圆盘看成许多圆环组成①求单位正电荷沿odc移至c，电场力所作的功②将单位负电荷由O电场力所作的功课堂练习：如图已知+q、-q、R①求单位正电荷沿odc移至c，电场力所作的功②将单位负电荷由O电场力所作的功课堂练习答案：如图已知+q、-q、R思考：用同心均匀带电球面的电势,求Ua、Ub、UcQ1Q2r

6、arbrc功、电势差、电势能之间的关系讨论2.则则１.则则1-4场强与电势的关系一、等势面等势面：电场中电势相等的点组成的曲面+正点电荷的等势面1-4场强与电势的关系（仅A2班要求）+等量异号点电荷的等势面等势面的性质⑴等势面与电力线处处正交，电力线指向电势降落的方向。令q在面上有元位移沿电力线移动a,b为等势面上任意两点,移动q,从a到b⑵等势面较密集的地方场强大，较稀疏的地方场强小。规定:场中任意两相邻等势面间的电势差相等课堂练习：由等势面分析a、b点的场强大小和方向已知二、场强与电势梯度的关系单位正电荷从a到b电场力的功电场强度沿某一方向的分量沿该方向

7、电势的变化率的负值一般所以方向上的分量在或u的梯度:的方向与u的梯度反向，即指向u降落的方向电势梯度的物理意义：电势梯度是一个矢量，它的大小为电势沿等势面法线方向的变化率，它的方向沿等势面法线方向且指向电势增大的方向。例1．利用场强与电势梯度的关系，计算均匀带电细圆环轴线上一点的场强。解:例2．计算电偶极子电场中任一点的场强解：B点(x=0)A点(y=0)