电偶极子PPT课件

1、电偶极子：等量异号电荷+q、-q，相距为l，l 相较于场点距离很小.epql电偶极矩(electric moment) ：1 基本概念电偶极子的轴：从-q 指向+q 的矢量ll-q+qCH2CH3OH+2-1-1COO第1页/共14页2 电偶极子在均匀电场中所受的和力与和力矩受力分析矢量式 力矩总是使电矩 转向 的方向，以达到稳定状态可见： 力矩最大； 力矩最小。0FFFsinsin22llMFFsinqlE eMpEpql第2页/共14页求电偶极子电场中任一点P 的电势.解：由叠加原理12PUUU0 10 244qqrr210 1 2()4q rrrrrl若若 cos21rrl 21 2rr

2、r20cos4qlUr 其中222rxycos22xxy 第3页/共14页计算电偶极子电场中任一点的场强。解：( , )UU x yxUEx 2532222220314()()pxxyxy5222034()pxyxyyUEy 3222014()pxxy第4页/共14页 B点(x = 0) A点(y = 0)304xpEy 3024xpEx2532222220314()()xpxExyxy5222034()ypxyExy0yE 0yE 第5页/共14页如何理解带电球面内的场强为如何理解带电球面内的场强为0 ? 0E 204qErr第6页/共14页1dq2dq过P点作圆锥则在球面上截出两电荷元11

3、22dqdSdqdS 1120 14dSdEr 2220 24dSdEr P在P点场强1dq方向如图2dq在P点场强方向如图04d 04d 12dEdE第7页/共14页立体角示意图立体角：物体在一个以观测点为球心的球面上的投影面积与半径平方的比值。平面角：圆的弧长与半径的比值。第8页/共14页习题选讲习题选讲第9页/共14页1. 已知两杆电荷线密度为, 长度为L, 相距L . 求两带电直杆间的电场力. 2L3LL0解：（1）距离原点x处取元电荷dq = dx，在x轴上距离原点为a （a L）的空间点形成的场强为 204()dxdEaxa点的总场强为20001144LdxEaLaaxxdxa（2

4、）距离原点x（2L x 3L）处取电荷元dq = dx，其所受电场力为 0114dFEdqdxxLx则右侧棒受到的合力为 320114LLFdxxLx2204ln43L第10页/共14页取同心球面为高斯面由高斯定理得：2404rqkrr drk r4202044kkrrEr 42420044k RErkRr rRrR解：2404Rqkrr drk Rkr 2. 如图所示，半径R的非金属球体内，电荷体密度为 = k r，式中k为大于零的常量，求：（1）球体内任意一点的场强E1（r）； （2）球体外任意一点的场强E2（r）。 24eEr 电通量第11页/共14页3. 如图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为的正电荷, 两直导线的长度和半圆环的半径都等于R。试求环中心O点处的场强和电势。解：(1) 在x处取电荷元dq=dx。在O点的场强为xdx204dxdEx CD段在O点的场强220048RRdxEdExR 同样可求AB段在O点的场强08ER而BC段在O点的场强易求，为220002cos42yRdEdERR 二者方向相反,大小相等。第12页/共14页所以O点的场强为：02EjR (2) CD段上，在x处取电荷元dq=dx。在O点的电势为04dxdUxCD段在O点的总电势为200ln244RCDRdxUdUxAB段在O点的电势与CD段相同，即UAB = U