清华大学大学物理经典课件——电势
43页1、1陈信义编 第3章 电势电磁学(第三册)2【演示实验】高压带电操作、电容器储能3.1 静电场的保守性3.3 电势叠加原理3.2 电势差和电势3.4 电势梯度 3.5 电荷在外场中的静电势能 3.6 电荷系的静电能 3.7 静电场的能量补充:静电场环路定理的微分形式33.1 静电场的保守性一、静电场是保守场1、点电荷的静电场是保守场单位正电荷沿任意路径由点ab,电场力作的功只与起、终点位置有关,与 移动的路径无关。有心力场4L52、任意电荷体系的静电场是保守场电荷体系由点电荷组成场叠加原理路径无关路径无关 保守性的表述二、静电场的环路定理静电场强沿任意闭合路径的积分等于零 L6二、高斯定理与环路定理完备描述静电场(对任意电场都成立)(只对静电场成立)【思考】匀速运动电荷 的电场是静电场吗?v+Q所以不是静电场!环路积分不为零,73.2 电势差和电势静电场是保守场定义电势差一、电势差电势的减少电场力作的功单位正电荷的电势能的差。把单位正电荷由点ab电场力作的功。8二、电势把单位正电荷自该点移到电势零点,电 场力作的功。把单位正电荷自电势零点移到该点外 力作的功。选 p0 点为电势零点: ,
2、则 p点电势9m电荷分布在有限范围选无穷远为电势零点通常选地球为无穷远电势零点。m电荷分布到无限远时,电势零点不能选在无 限远。电势零点的选择:【演示实验】高压带电操作10三、 几种带电体的电势分布1、静止点电荷的电势选无穷远为电势零点112、均匀带电球面的电势球面外点的电势等于处 于球心的“点电荷”在该点 的电势。球面内等电势, 等于球 面上的电势。rq0URR123、均匀带电球体的电势Rqr球心:0rURqR134、无限长圆柱面(线电荷密度) 的电势电势分布:选 点为电势零点电场分布:RrpRrp p0r014电势零点不能选在无限远!rr0R0rp0153.3 电势叠加原理注意:各电荷的电势零点必须相同。应用电场叠加原理证明 :在电荷体系的电场中,某点电势等于各电 荷单独在该点产生的电势的代数和161、点电荷体系2、连续分布的电荷体系dqpri qiqjdqprqR Oxp【例】均匀带电圆环轴线上的电势rdq18【例】两同心带电球 面,求 A,B,C 点的 电势。q1q2R1R2ABCrA rBrC 单独在该点的电势的和!193.4 电势梯度一、等势面电势相等的点组成的曲面。1、电
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