高二物理竞赛电场强度通量 高斯定理课件

一电场线（电场的图示法）2）在电场中某点,通过垂直于电场强度方向单位面积电场线条数（电场线密度）9-4电场强度通量高斯定理1）曲线上每一点切线方向为该点场强方向;为该点场强的大小.电场线在电场中画出的一些带箭头的假想曲线规定:点电荷的电场线正点电荷+负点电荷一对等量异号点电荷的电场线+一对等量正点电荷的电场线++一对不等量异号点电荷的电场线带等值异号电荷的两平行板的电场线++++++++++++

均匀电场(匀强电场)电场线特性：1）始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远).2）

在无电荷分布处，电场线不相交,不中断(连续性).3）

静电场电场线不闭合.二电场强度通量电场强度通量

垂直通过电场中某一个面的电场线条数叫做通过这个面的电场强度通量.(1)均匀电场，垂直平面(2)均匀电场，与平面夹角(3)非均匀电场强度电通量(4)闭合曲面的电场强度通量封闭曲面曲面内无电荷曲面内有电荷(无电荷空间电场线的连续性)

例1

如图所示，有一个三棱柱体放置在电场强度的匀强电场中.求通过此三棱柱体的电场强度通量.解:

在真空中,通过任一闭合曲面的电场强度通量,等于该曲面所包围的所有电荷的代数和除以.三高斯定理（与面外电荷无关，闭合曲面称为高斯面）静电场是有源场

例2

如图所示，有一个电场强度为的均匀电场,的方向与轴正方向平行,则穿过图中半径为的半球面的电场强度通量为

.+(1)点电荷位于球面中心

与无关（电场线条数相同）高斯定理的导出：+(2)点电荷在任意封闭曲面内（3）点电荷在封闭曲面之外电场线的连续性（4）由多个点电荷产生的电场1）高斯面上的电场强度为内外所有电荷的总电场强度.2）穿进高斯面的电场强度通量为负，穿出为正.4）静电场是有源场.总结库仑定律：从电荷间的相互作用反映静电场性质。（静电场）高斯定理：从场和场源电荷关系反映静电场性质。（静、变化）3）穿过高斯面的电场强度通量仅与高斯面内的电荷系有关，与高斯面形状和电荷系分布情况无关。注意：（2）在点电荷和的静电场中，做如下的三个闭合面求通过各闭合面的电通量.讨论：（1）

将从移到点电场强度是否变化？穿过高斯面的有否变化？*四高斯定理的应用（3）应用高斯定理计算.其步骤为：

（1）对称性分析（用高斯定理求解的电场分布必须具有高度对称性)（2）根据对称性选择合适的高斯面：均匀带电球面/球体/球壳均匀带电无限长直线/圆柱体/圆柱面均匀带电无限大平面/平板（电场分布球对称)(电场分布轴对称)(电场分布面对称)GS面为柱面GS面为球面）（3）

如果一个点电荷位于立方体的中心,则通过立方体各表面的电通量为______.

例3均匀带电薄球壳的电场强度

一半径为,均匀带电的薄球壳.求球壳内外任意点的电场强度.解：对称性分析：++++++++++++电荷球对称分布场强球对称分布（1）（2）++++++++++++取球面为高斯面电荷分布球对称,方向:+++++例4无限长均匀带电直线的电场强度

无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为，求距直线为处的电场强度.对称性分析：解:电荷轴对称分布场强轴对称分布++++++选柱面为高斯面+电荷分布轴对称,方向:++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++例5无限大均匀带电平面的电场强度

无限大均匀带电平面，单位面积上的电荷，即电荷面密度为，求距平面为处的电场强度.对称性分析：解:垂直平面两侧距平面等距处E相等电场分布面对称电荷分布面对称++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++对无限大带电平面,选柱面为高斯面底面积++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++方向:

平面(均匀电场)讨论无限大带电平面的电场叠加问题均匀带电球面/球体/球壳均匀带电无限长直线/圆柱体/圆柱面