【2021全国高中物理组】静电场理论3 25PPT

第四节 环路定理 电势,一. 静电力的功,二. 环路定理,由静电力做功只与检验电荷起点、终点的位置有关，与所通过的路径无关 静电力是保守力,静电场强沿任意闭合路径的线积分为零，反映了静电场是保守力场。,凡保守力都有与其相关的势能，静电场是有势场。,三. 电势能,在场中某点的电势能等于将 由该点移到零势点过程中电场力做的功。,由,静电场与场中电荷 共同拥有.,取决于电场分布、场点位置和零势点选取，与场中检验电荷 无关.可用以描述静电场自身的特性。,四. 电势,静电场中某点电势等于单位正电荷在该点具有的电势能，或将单位正电荷由该点移至零势点过程中静电力所做的功。,电势：,2. U 具有相对意义，其值与零势点选取有关， 但 与零势点选取无关。,3. 遵从叠加原理 ： （零势点相同） 即点电荷系场中任一点的电势等于各点电荷单独存在 时在该点产生的电势的代数和。,4.由保守力与其相关势能的关系：,静电场中某点的场强等于该点电势梯度的负值。 即： 是 沿电场线方向的空间变化率，指向 降低的方向。,给出又一种求 的方法：,五. 电势的计算（两种基本方法）,注意：,一般,场源电荷有限分布:选,场源电荷无限分布:不选,许多实际问题中选,例一 点电荷 场中的电势分布,解：,例二 均匀带电球面场中电势分布（ ， ）,令 沿径向积分,衍射光学元件 衍射光学 光束整形 光束整形器 高帽 https:/ 分束器 长焦 扩散器 激光打孔 激光玻璃切割,均匀带电球面内电势与球面处电势相等， 球面外电势与电量集中于球心的点电荷情况相同。,例三无限大均匀带电平面 场中电势分布.,电荷无限分布，在有限远处选零势点.令 ，沿 轴方向积分。,2. 叠加法,可进一步由电势分布求电场强度分布,解：将圆台侧面视为由许多圆环组成，建立如图坐标系，在 x 处取高 dx 的圆环：,由叠加原理：,解：将带电球壳视为许多均匀带 电球面的集合，,取半径 ，厚 的球壳为电荷元：,由叠加原理：,带电球面的电势分布： 球面内： 球面外：,例六在与面电荷密度的无限大均匀带电平板相距a处有一点电荷q，求点电荷至平板垂线中点处的电势Up,无限大带电平板在P处电势：,对不对？,错在那里？,零电势点不统一不能叠加.,解二：选共同的零势点,场强积分法：,练习 已知：U-x曲线如图。求， E-x曲线,小结,二.电势、电势能、电势差,三. 电势的计算（两种基本方法）,1.场强积分法（由定义求）,2. 叠加法,五.典型带电体的电势分布,