《医用物理学》教学课件：05第五章-静电场-3.pptx

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1、电场强度叠加原理电通量理解应用求：有特殊对称性的带电体的电场库仑定律点电荷带电体系体电荷面电荷线电荷高斯定理回顾高斯定理4）高斯面上的电场强度为所有内外电荷的总电场强度。3）仅高斯面内的电荷对高斯面的电场强度通量有贡献。1）高斯面为封闭曲面。5）静电场是有源场。2）穿进高斯面的电场强度通量为负，穿出为正。高斯定理的应用——高斯面回顾重力是保守力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→势能增量的负值沿着任何一个闭合回路对物体所做的功为零的力，称为保守力。回顾第三节静电场力的功电势5.3.1静电场力所作的

2、功1.均匀电场将从移到电场力作功为ld将从移到电场力作功为第三节静电场力的功电势5.3.1静电场力所作的功2.点电荷的电场从到移动的全过程中，电场力作总功为：移动一段位移元时,电场力所做的功为:2.点电荷的电场静电场力做功仅与的始末位置有关,与路径无关。：电场力作正功：电场力作负功（外力克服电场力对作正功）3.任意带电体激发的电场（视为点电荷电场的叠加）结论：静电场力做功与路径无关。第三节静电场力的功电势5.3.2静电场的环路定理静电场是保守场静电力是保守力12第三节静电场力的功电势5.3.3电势(electricpotential)1.电势能(electricpotentialenergy

3、)静电场是保守场，静电场力是保守力。静电场力所做的功就等于电荷电势能增量的负值。令试验电荷在电场中某点的电势能，在数值上就等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功。则电势能的大小是相对的，电势能的差是绝对的。5.3.3电势1.电势能一般规定无限远处电势能为零，即试探电荷在该场中点所具有的电势能在量值上等于从点移至无限远处时电场力对其所作的功点电荷电场中，电荷的电势能选择无穷远处为电势能零点点电荷的电场强度点的电势能举例5.3.3电势2.电势定义电场中某一点的电势：把单位正试探电荷从点移到无穷远(零电势)处，静电场力所作的功。5.3.3电势2.电势、两点的电势差：将单位正试探电荷从移到电场力

4、作的功电势大小是相对的，与电势零点的选择有关电势差是绝对的，与电势零点的选择无关5.3.3电势3.电势的叠加原理点电荷电场中的电势令点的电势：多个点电荷系统电场中的电势电荷连续分布体电荷面电荷线电荷求电势的方法1、利用电势叠加原理：2、已知在积分路径上的函数表达式：（这一结果已选无限远处为电势零点，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。）静电场中某一点的电势定义为：把单位正试探电荷从该点移到无穷远(零电势)处，电场力所作的功。讨论[例5-5]电偶极子电场中的电势1.电偶极子:两个相距很近的等量异号电荷所组成的带电系统。2.轴线:从电偶极子的负电荷作一矢线到正电荷3.电偶

5、极矩（电矩）:电偶极子中正电荷的电量与轴线的乘积,记作：[例]电偶极子电场中的电势令为从电偶极子轴线中心指向场点P的单位矢径,则:(1)电偶极子电场中的电势与电偶极矩成正比。(3)电偶极子中电势的分布与方位有关。物理意义：(2)[例5-6]正电荷均匀分布在半径为的细圆环上。求圆环轴线上距环心为处点的电势。++++++++++++++方法一：电荷元在点的电势：带电环在点的电势电势电场强度讨论已知：方法二：已知带电环在点产生的电场强度，利用电势定义。真空中，有一带电为，半径为的带电球面。求：（1）球面外两点间的电势差；（2）球面内两点间的电势差；（3）球面外任意点的电势；（4）球面内任意点的电势

6、。+++++++++++（1）[例]均匀带电球面的电势（3）面外点的电势令无穷远处电势为零（2）面内，两点电势差++++++++++++++++++++++（4）面内点的电势5.3.3电势4.等势面(equipotentialsurface)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。点电荷电场+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。在静电场中，电荷沿等势面移动时，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。+一对等量异号点电荷的电场线和

7、等势面+两平行带电平板的电场线和等势面++++++++++++将电荷从点移到点静电场力的功如何求电势？两种方法回顾在电场中取两个很近的等势面，电势分别为,则间电势差为：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。5.3.4场强与电势的关系电场强度：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