好文档就是一把金锄头!
欢迎来到金锄头文库![会员中心]
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

大学物理教学静电场.ppt

28页
  • 卖家[上传人]:桔****
  • 文档编号:590300938
  • 上传时间:2024-09-13
  • 文档格式:PPT
  • 文档大小:1.73MB
  • / 28 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • 大学物理教学静大学物理教学静电场 2024/9/132大小:大小:讨论::垂直于直垂直于直线轴对称称 2024/9/133例例2::真空中有一无限大均匀真空中有一无限大均匀带电平面,平面,电荷面密度荷面密度为+σ试求平面附近任一点的求平面附近任一点的场强解:解:由于由于对称性:称性: 2024/9/134方向:方向:无限大均匀无限大均匀带电平面两平面两侧的的电场都是匀都是匀强电场面面对称称 2024/9/135例例3::如如图有两无限大均匀有两无限大均匀带电平行平面平行平面 求各区域的求各区域的场强??解:解:由上由上题已知:已知:无限大无限大带正正电平面:平面:场强分布如分布如图((兰色)色)无限大无限大带负电平面:平面:场强分布如分布如图((红色)色)由由场强迭加原理:迭加原理:Ⅰ区、区、 Ⅲ 区:区:Ⅱ区:区:EⅠ=EⅢ=0即:平行板即:平行板电容器两极板容器两极板 间的的场强为均均强电场大小:大小:方向:正极板指向方向:正极板指向负极板ⅠⅡⅢ 2024/9/136例例4::均匀均匀带电圆环,, 已知:已知:求:求:解:解:由于由于对称性:称性:方向:由方向:由q和和x的正的正负决定决定 2024/9/137例例5::均匀均匀带电圆盘:已知:已知求:求:解:解:方向沿方向沿 x 轴方向方向各各圆环在在P点的点的场强方向相同方向相同讨论当当 时::当当 时::方方向向 2024/9/138一、一、 电 场电荷荷q1电场((2))((1))电荷荷q2静静电场的性的性质对引入引入电场中的中的带电体有体有电场力的作用。

      力的作用带电体在体在电场中移中移动时,,电场力将力将对带电体作功引入引入电场中的中的导体、体、电介介质分分别产生静生静电感感应和极化和极化现象二、二、库仑定律定律三、三、电场强度(度(场强))四、点四、点电荷荷场强分布公式分布公式五、五、 场强迭加原理迭加原理六、六、场强的的计算算小小结 2024/9/139几个重要几个重要结论::2. 无限无限长均匀均匀带电直直线外任意一点:外任意一点:3. 无限大均匀无限大均匀带电平面外任意一点:平面外任意一点:4. 带+σ、、-σ两无限大均两无限大均 匀匀带电平面平面间任意一点:任意一点:(匀(匀强电场))1. 有限有限长均匀均匀带电直直线外任意一点:外任意一点:5.均匀均匀带电圆环::6.均匀均匀带电圆盘:: 2024/9/1310一、一、一、一、电电力力力力线线1.￿1.￿两条两条规定定: :2.各种各种带电体的体的电力力线:正正电荷荷负电荷荷一一对等量异号等量异号电荷的荷的电力力线电力力线上任一点切上任一点切线方向与方向与该点的点的场强方向一致方向一致1)) 的方向:的方向:((2)) 的大小:的大小: 引入引入电力力线密度密度 在在电场中任意一点中任意一点处,通,通过垂直于垂直于 的的单位面位面积的的电力力线的条数(的条数(电力力线密度)等于密度)等于该点点 的量的量值。

      第二第二节 高斯定理高斯定理 2024/9/1311一一对等量正点等量正点电荷的荷的电力力线一一对异号不等量点异号不等量点电荷的荷的电力力线带电平行板平行板电容器的容器的电场+++++++++3. 电力力线的性的性质 电力力线起始于正起始于正电荷荷,终止止 于于负电荷荷,不中断不中断,不不闭合任意两条任意两条电力力线在空在空间都不会相交都不会相交1)) 不不闭合性:合性:((3 3))电力力线密密处场强大,大,电力力线疏疏处场强小4 4)沿)沿电力力线方向方向为电势降的方向降的方向2)) 不相交性:不相交性:  2024/9/1312((1)描)描绘电力力线的目的的目的,在于形象地反映在于形象地反映电场中各点中各点场强的分布的分布情况情况,并不是并不是电场中真有中真有这些曲些曲线存在,它是假想的一些曲存在,它是假想的一些曲线4.注意二点注意二点((2))电力力线各点的切各点的切线方向是方向是场强方向方向,也就是正也就是正电荷受力方向荷受力方向,或者或者说是加速度方向是加速度方向,而不是速度方向,因而而不是速度方向,因而电力力线不是不是电荷运荷运动的路径 例例 一一个个带正正电荷荷的的质点点,,在在电场力力作作用用下下从从AA点点经CC点点运运动到到BB点点,,其其运运动轨迹迹如如图所所示示..已已知知质点点运运动的的速速率率是是递增的,下面关于C点增的,下面关于C点场强方向的方向的四个四个图示中正确的是:示中正确的是: D 2024/9/1313二、二、电通量通量通通过电场中某一曲面中某一曲面的的电力力线的的总条数。

      条数1.定定义::((1)) 匀匀强电场、平面情况、平面情况SS((2)) 非匀非匀强电场、曲面情况、曲面情况2.计算:算:面面积元矢量元矢量大小:大小:方向:方向:若若是是闭合合曲曲面面 2024/9/1314高等数学高等数学规定:定:闭合曲面的法合曲面的法线方向方向 为外法外法线方向★★当当电力力线穿入穿入闭合曲面合曲面时::★★当当电力力线穿出穿出闭合曲面合曲面时::显然然S 内内无无电荷:荷:当当S 内有内有电荷存在:荷存在:三、三、 高斯定理高斯定理((1)) 点点电荷在球面中心荷在球面中心时,通,通过球面的球面的Φe=??1.实例例 2024/9/1315((2)) 点点电荷通荷通过任意曲面的任意曲面的Φe=??((3)) S 内、外同内、外同时存在存在电荷荷Φe=??真空中通真空中通过任一任一闭合曲面的合曲面的电通通量等于包量等于包围在在闭合曲面内的自由合曲面内的自由电荷的代数和的荷的代数和的1/ε0倍2.高斯定理表达式高斯定理表达式 2024/9/13163. 3.明确几点明确几点明确几点明确几点((1 1)高斯面)高斯面为闭合面。

      合面￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿((3 3))E￿E￿为高斯面上某点的高斯面上某点的场强,是由空,是由空间所有所有电荷荷产生生的,与面内面外的,与面内面外电荷都有关荷都有关￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿((2 2))电通量通量￿φ￿φe e￿ ￿只与面内只与面内电荷有关,与面外荷有关,与面外电荷无关4 4))￿φ￿φe e￿ ￿￿=￿0,不一定面内无,不一定面内无电荷,有可能面内荷,有可能面内电荷等量异荷等量异号号((5 5))￿φ￿φe e￿ ￿=0,不一定高斯面上各点的,不一定高斯面上各点的场强为￿ ￿0 静静电场是有源是有源场 2024/9/1317四、四、 高斯定理的高斯定理的应用用1.对称性分析称性分析(1). 球球对称称带电体体球壳球壳球体球体球壳球壳组(2). 面面对称称带电体体(3). 轴对称称带电体体无限大无限大带电平面平面无限大无限大带电平板平板柱体柱体柱面柱面柱面柱面组原原则上上讲,高斯定理高斯定理对任何形式分任何形式分布的静布的静电场都是适用的都是适用的,但但实际上上,只有当只有当电场分布具有高度分布具有高度对称性称性时,才能用高斯定理求出才能用高斯定理求出场强分布2.过场点作高斯面点作高斯面 ①高斯面要高斯面要经过所研究的所研究的场点。

      点 ②高斯面高斯面应选取取规则形状③面上各点的面上各点的场强大小相等,方向与高斯面法大小相等,方向与高斯面法线方向一致方向一致￿￿￿￿④高斯面上某一部分各点的高斯面上某一部分各点的场强方向与高斯面法方向与高斯面法线方方向垂直,向垂直,该部分的通量部分的通量为0球球 形形高斯面高斯面封封闭圆柱柱形高形高斯面斯面 2024/9/13183.3.计算通算通过高斯面的高斯面的电通量通量4.4.确定高斯面所包确定高斯面所包围电荷的代数和荷的代数和5.5.应用定理列方程求解用定理列方程求解 2024/9/1319例例1::求求电量量为Q 、半径、半径为R的均匀的均匀带电球面的球面的场强分布场源源为球球对称称场强为球球对称称R0ER选高斯面高斯面解:解: 2024/9/1320例例2::求:求:电量量为Q 、半径、半径为R 的均匀的均匀带电球体的球体的场强分布R解:解:r0ER场源源为球球对称称场强为球球对称称球形高斯面球形高斯面 2024/9/1321r例例3::求:求:电荷荷线密度密度为  的无限的无限长带电直直线的的场强分布同同轴圆柱面柱面上下底面上下底面侧面面 ,同,同一柱面上一柱面上E 大小相等。

      大小相等解:解:场强为轴对称称 2024/9/1322求:求:电荷面密度荷面密度为  的无限大均匀的无限大均匀带电平面的平面的场强分布侧面面底面底面+ + + + + + + + + + 且面上且面上场强 大小相等;大小相等;例例4:: 与平面正交与平面正交对称的称的圆柱面柱面解:解: 场强为面面对称称 2024/9/1323r例例5::求:求:电荷荷线密度密度为  的无限的无限长圆柱面的柱面的场强分布同同轴圆柱面柱面上下底面上下底面侧面面 ,同,同一柱面上一柱面上E 大小相等大小相等解:解: 场强为轴对称称R 2024/9/1324场强计算方法算方法((1)分割)分割带电体直接体直接积分法分法((2)高斯定理)高斯定理((3)用)用结论公式迭加公式迭加((4)挖)挖补法法解:解:两同心均匀两同心均匀带电球面,球面,带电量分量分别为 ,半径分,半径分别为 R R1 1 、、R R2 2 , , 求各求各区域内的区域内的场强分布分布例例6:6: 2024/9/1325例例7::半径半径为R电荷体密度荷体密度为ρ的均匀的均匀带电球体内挖去一个以球体内挖去一个以 为 球心,球心, 为半径的球体,半径的球体, 与与 的距离的距离为a,且,且 求求: 挖去部分中任意一点的挖去部分中任意一点的电场强度度?解解: 把此把此题看成是看成是 迭加。

      迭加1). 大球大球单独存在独存在时,内任一点,内任一点 处::矢量式:矢量式:(2). 小球小球单独存在独存在时,,P点点为球内球内 处:: 2024/9/1326P点的点的场强:: 2024/9/1327小小结一、一、一、一、电电力力力力线线电力力线上任一点切上任一点切线方向与方向与该点的点的场强方向一致方向一致 在在电场中任意一点中任意一点处,通,通过垂直于垂直于 的的单位面位面积的的电力力线的的条数(条数(电力力线密度)等于密度)等于该点点处 的量的量值性性质:: 不不闭合、不相交、合、不相交、沿沿电力力线方向方向电势降低二、二、电通量通量通通过电场中某一曲面的中某一曲面的电力力线总条数三、三、 高斯定理高斯定理真空中通真空中通过任一任一闭合曲面的合曲面的电通通量等于包量等于包围在在闭合曲面内的自由合曲面内的自由电荷的代数和的荷的代数和的1/ε0倍 2024/9/13281、、求求电量量为Q 、半径、半径为R的均匀的均匀带电球面球面场强分布2、、电量量为Q 、半径、半径为R 的的均匀均匀带电球体的球体的场强分布3、、电荷荷线密度密度为  的无限的无限长带电直直线的的场强分布。

      分布14、、电荷面密度荷面密度为  的无限的无限大均匀大均匀带电平面的平面的场强分布 5、、电荷荷线密度密度为  的无限的无限长圆柱面的柱面的场强分布重要公式重要公式 。

      点击阅读更多内容
      关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
      手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
      ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.