电场线与点电荷运动轨迹的关系.pptx

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1、电场线与点电荷运动轨迹的关系14应用物理赵悦顺一.电场与电场强度1.电场：电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子原子所组成，但它是客观存在的，电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。2.电场强度E电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量。试探点电荷（正电荷）在电场内一点所受电场力的方向为电场方向。大小为点电荷受力与电荷量之比。E=F/q3.电场线电场线是为了直观形象地描述电场分布，在电场中引入的一些假想的曲线。曲线上每一点的切线方向和该点电场强度的方向一致；曲线密集的地方场强强，稀疏的地方场强弱。二.

2、电场线与电荷运动关系1.电场线的切线方向为点电荷的受力方向。在下面的无限大匀强电场中有一个点电荷假设它只受电场力，那么它的运动方向与电场线相同。2.假设点电荷以一初速度射入平行板电容器如图所示，点电荷的运动为类平抛运动，不是沿电场线的方向。3.点电荷静止释放于弯曲的电场中静止的电荷由于电场力的作用获得切向速度,此后电荷的速度方向与电场力（加速度）的方向就不在同一条直线上了。三.总结1.点电荷在电场中的运动与点电荷是否有初速度有关。2.点电荷在电场中的运动与点电荷初速度的方向有关。3.点电荷在电场中的运动与点电荷所受外力影响有关。4.点电荷在电场中的运动与电场线

3、的弯曲与否有关。5.所以点电荷的运动方向不一定沿电场线方向。库仑定律1．点电荷：带电体本身的几何线度比带电体之间的距离小得多，可忽略其形状和大小，抽象成一个点。2．文字表述：在真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力，其大小与电荷的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着两点电荷的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。高斯定理1.表述：通过任一闭合曲面的电通量，等于该闭合曲面所包围的所有电荷的代数和除以0。这一闭合曲面通常叫做高斯面2．证明（由库仑定律和场强叠加原理导出）(1)一个静止的点电荷q，取以q为球心、任意长度r为半径的球面S包围q由点电

4、荷电场的球对称分布，可得通过球面S的电通量为：qdSErS高斯定理与库仑定律的关联高斯定理是从库仑定律中导出的,它主要反映了库仑定律的平方反比律,如果库仑定律不服从平方反比律,我们就不可能得到高斯定理。由此可见高斯定理能够反映库仑定律的平方反比律。高斯定理与库仑定律的区别1.二者的产生方法不同:库仑定律是一个实验定律,它是法国科学家库仑在1785年确立的。其中最重要的是扭秤实验。高斯定理则不然,它不是由实验得到的,而是通过一系列的推导总结出来的一个定理。2.二者的物理含义不同:库仑定律的发现使人们对电现象由定性的研究过渡到定量的研究，特别是它的平方反比律性质

5、,不仅是高斯定理的基础,而且隐含着光子质量为零这样一个深刻的物理意义。3.在库仑定律中,电荷之间的作用力服从平方反比律,说明电荷之间的作用力是有心力,表明静电场是有心力场这一特性。高斯定理只能表明静电场是有源场，电荷以发散的方式激发电场,即电荷是电场的源,而无法表明静电场是有心力场这一重要特性。4.在高斯定理中,若不增加对称性条件,从高斯定理中就不能推导出库仑定律。可见在静电范围内,库仑定律比高斯定理包含更多的信息。5.二者的适用范围不同:库仑定律只适用于真空中相对静止的两个点电荷。高斯定律在静电场情况下类比于应用在磁场学的安培定律，且因为数学上的相似性，高斯

6、定律也可以应用于其它由反平方定律决定的物理量，例如引力或者辐照度。谢谢