大学物理下第八章静电场(1).ppt

静电场的环路定理 电势 电势叠加 注意: 共同的电势零点 设 点电荷的电势设 例如 均匀带电q、 R的细圆环轴线上任一点的电势。 解1、 解2 例5、带电球壳Q、R，求电势分布 Q R 习题册一p5 9 R1=5.0cm R2=20.0cm Q2 Q1 求:Q1、Q2、零电势的半径 例6、求无限长均匀带电直线的电场中的电势分布 已知场强为： 方向垂直于带电直线。 选取r0 的p0点为电势零点，则距带电直线为 r 的 P点的电势： 点点 电电 荷荷 的的 等等 势势 面面 1、等势面电势相等的点所形成的曲面 五、电场强度和电势的关系 规定：两个相邻等势面的电势差相等 U=C 电偶极子的电场线与等势面 + 2、等势面的性质： 证明：将单位正电荷从等势面上M点移 到N点，电场力做功为 2）电场线的方向指向电势降落的方向。 1）电场线与等势面正交。 ab 3、电势梯度 电场中某一点的电场强度沿某一方向的分 量，等于这一点的电势沿该方向单位长度上电势 变化率的负值. 方向导数 高电势 低电势 高电势 低电势 负号方向与 相反,由高电势处指向低电势处 方向是方向导数的最大值 （电势梯度） 直角坐标系中 为求电场强度提供了一种新的途径 求 的三种方法 利用电场强度叠加原理 利用高斯定理 利用电势与电场强度的关系 物理意义 （1）空间某点电场强度的大小取决于该点领 域内电势U的空间变化率. （2）电场强度的方向恒指向电势降落的方向 . 例7、一均匀带电细棒置于x轴上。求EP P L d 解：令 d= dq x 试判断下列说服是否正确，并举例说明： （1）已知某点的E就可以确定该点的U； （2）已知某点的U就可以确定该点的E； （3）E不变的空间，U也一定不变； （4）E值相等的曲面上，U值不一定相等； （5）U值相等的曲面上，E值不一定相等。 六、带电粒子受力及其运动 例8、一点电荷位于圆心处，A、B、C和D位于同 一圆周上的四点, 将试探电荷从A点移到B、C、 D。则电场力作功等于多少？若在圆周对应位置 上置电荷Q，则-q 从O点移到无穷远处，外力需 作功多少？ -q A D C B -q A D C B Q Q 动能原理 例9（书p47 8-20）在静电透镜实验装置中，有 一均匀带电的圆环，内半径为R1，外半径为R2， 其电荷面密度为(负电)，现有一电子沿着轴线从 无限远射向带负电的圆环，欲使电子能穿过圆环 ，它的初始动能至少要多大? 解：设电子在无穷远处初动能为Ek 例10、分析电偶极子在均匀电场中的运动情况。 （1）受力情况 F+ F- （2）静电势能 (3)若一电偶极子原来与均匀电场平行，将它转 到与电场反平行时，外力作功为多少？ 表明：电偶极子取向与外电场一致时，达到平衡状态； 电偶极子取向与外电场一致时，电势能最低； 静止电荷 静电场 EU 电场线 等势面 1、如图所示，在坐标(a，0)处放置一点电荷q ，在坐标(a，0)处放置另一点电荷qP点是 y轴上的一点，坐标为(0，y)当ya时，该点 场强的大小为： (A) (B) (C) (D) 2、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和 q0，则可肯定： (A) 高斯面上各点场强均为零 (B) 穿过高斯面上每一面元的电场强度通量 均为零 (C) 穿过整个高斯面的电场强度通量为零 (D) 以上说法都不对 3、如图所示，两个同心均匀带电球面，内球面 半径为R1、带有电荷Q1，外球面半径为R2、带 有电荷Q2，则在外球面外面、距离球心为r处的 P点的场强大小E为： (A) (B) (C) (D) 4、已知某电场的电场线分布情况如图所示现 观察到一负电荷从M点移到N点有人根据这个 图作出下列几点结论，其中哪点是正确的？ (A) 电场强度EMEN (B) 电势UMUN (C) 电势能WMWN (D) 电场力的功A0 5、