《医用物理学》教学课件：5-静电场-2.pptx

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1、第五章静电场§5-1库仑定律§5-2高斯定理§5-3静电场力的功电势§5-4静电场中的电介质§5-5静电场的能量Review重力是保守力Gravitationalforceisconservative.HxyByAyBPath1Path2A重力做功重力做功与路径无关，只与物体的始末位置有关。定义：重力势能注意：势能零点的选择重力做功~~势能AB5.3.1静电场力所作的功1.均匀电场§5-3静电场力的功电势将q0从A移到B电场力作功为ABl将q0从A移到B电场力作功为d5.3.1静电场力所作的功q0移动一段位移元时,电场力所做的功为2.点电荷的电场§5-3静电场力的功电

2、势将q0从A移到B电场力作总功为结果:静电场力做功A仅与q0的始末位置有关,与路径无关.将q0从A移到B电场力作总功为A>0:电场力作正功；A<0：电场力作负功（外力克服电场力对q0作正功）3.任意带电体激发的的电场（视为点电荷激发电场的叠加）5.3.1静电场力所作的功§5-3静电场力的功电势移动电荷q0，电场力作功为5.3.2静电场的环路定理12将电荷q0沿移动，电场力做功为将电荷q0沿移动，电场力做功为说明:静电场是保守力场静电场环路定理1.电势能(electricpotentialenergy)静电场力所做的功就等于电荷电势能的减少。5.3.3电势(elect

3、ricpotential)电势能W的大小是相对的;电势能的差(ΔW)是绝对的.静电场是保守场，静电场力是保守力。令点电荷电场中，电荷q0的电势能选择无穷远处为零电势能点点电荷的电场强度电荷q0在电场中某点的电势能在数值上就等于把电荷q0从该点移到零势能处静电场力所作的功.举例A点的电势能2.电势(electricpotential)定义：A点的电势为物理意义：把单位正试探电荷从点A移到无穷远时，静电场力所作的功.A,B两点的电势差意义将单位正电荷从A点移到B点电场力所作的功.单位：伏特(V)电势大小是相对的,与电势零点的选择有关.电势差与电势零点的选择无关.电势零点处

4、点电荷电场中A点的电势试探电荷q0在A点的电势能A点的电势利用电势定义举例2.电势(electricpotential)若已知2.电势(electricpotential)定义：A点的电势为将电荷q0从A点移到B点静电场力的功高斯定理理解应用求：有特殊对称性的带电体的电场电场力做功环路定理电势应用如何求电势？回顾理解给出了静电场的基本性质3.电势的叠加原理点电荷系电荷连续分布体电荷面电荷线电荷++++++++++++++[例5-6]正电荷Q均匀分布在半径为R的细圆环上.求圆环轴线上距环心为x处点P的电势.电荷元dq在P点的电势带电环在P点的电势讨论OUx电势电场强度已

5、知：第二种方法：已知带电环在P点产生的电场强度，然后利用电势的定义求。x求电势的方法1.利用2.若已知在积分路径上的函数表达式，则讨论利用了点电荷电势（这一结果已选无限远处为电势零点，即使用此公式的前提条件为有限大带电体且选无限远处为电势零点.）空间电势相等的点连接起来所形成的面称为等势面。为了描述空间电势的分布，规定任意两相邻等势面间的电势差相等。5.等势面(equipotentialsurface)（电势图示法）正点电荷电场+点电荷电场中，A点的电势A在静电场中，电场强度总是与等势面垂直的，即电场线是和等势面正交的曲线簇.正点电荷电场+AB在静电场中，电荷沿等势面

6、移动时，电场力做功按规定，电场中任意两相邻等势面之间的电势差相等，即等势面的疏密程度同样可以表示场强的大小．两平行带电平板的电场线和等势面++++++++++++一对等量异号点电荷的电场线和等势面+真空中，有一带电为Q，半径为R的带电球壳.求（1）球壳外两点间的电势差；（2）球壳内两点间的电势差；（3）球壳外任意点的电势；（4）球壳内任意点的电势.例2均匀带电球壳的电势.+++++++++++（1）（3）壳外P点的电势令无穷远处电势为零（2）壳内A，B两点电势差++++++++++++++++++++++（4）壳内C点的电势若已知将电荷q0从A点移到B点静电场力

7、的功如何求电势？两种方法总结5.3.4场强与电势的关系在电场中取两个很近的等势面1、2，电势分别为,则ab间电势差为：电场中某一点的电场强度沿某一方向的分量,等于沿该方向电势随距离的变化率的负值.电场强度定义：静电场中沿某一方向的电势随距离的变化率最大,此最大值称为该点的电势梯度,该方向为电势梯度矢量的方向,用表示.电势梯度记作：大小：方向:与相反.由高电势处指向低电势处（沿电场线方向电势降落）。5.3.4场强与电势的关系求电场强度的三种方法利用电场强度叠加原理利用高斯定理利用电势与电场强度的关系例1：由点电荷电势，求点电荷电场强度。讨论每个方法各有