大学科目《大学物理下》课件（375页）.pptx

上图为1930年E.O.劳伦斯制成的世界上第一台回旋加速器

右图为中科院高能物理研究所的北京质子直线加速器的注入器—750eV高压倍压加速器;第10章静电场;10.6等势面

电势与电场强度的微分关系

10.7静电场中的导体

10.8电介质

10.9电容静电能;1.电荷;如：;宏观带电体的带电量q??e，准连续;库仑(C.A.Coulomb1736?1806）;扭秤试验;点电荷;电荷q2对q1的作用力F12;(1)库仑定律适用于真空中的点电荷。;例1氢原子中电子和质子的距离为。;例2设原子核中的两个质子相距4.0?10?15m，求此两个质子之间的静电力。;解;;电场

电场强度

电场强度的计算

;一、电场;场的概念;静电场：相对于观察者为静止的电荷在其周围所激发的电场。;二、电场强度;场强的方向：正电荷在该点受力的方向。;三、电场强度的计算;2、电场强度叠加原理和点电荷系的电场强度;点电荷系的场强：;例题1计算在电偶极子轴线的延长线和中垂线上任一点的场强。;中垂线上任一点B;3、连续分布电荷的电场强度;(1)取电荷元dq：;(2)求dE:;(3)求场强:;例题2设有一均匀带点直棒，长度为L，总电荷量为q。线外一点P离开直线的垂直距离为a，P点和直棒两端连线与直棒之间的夹角分别为?1和?2，求P点的场强。;统一变量：(r,x,?)??;无限长带电直线：;例题3一半径为R的圆环，均匀带有电荷量q,试计算圆环轴线上任意一点P的电场强度。;例题3一半径为R的圆环，均匀带有电荷量q,试计算圆环轴线上任意一点P的电场强度。;1.若x=0，则E=0，环心处的场强为零。;;;无限大均匀带电平面的场强—匀强电场。;-s;无限长均匀带电细棒的场强;;;;★补偿法;一、电场线（电力线）;静电场中电场线的性质：;二、电场强度通量;;穿出为正，电通量向外“流”;(2)电通量是代数量。;;方法2;JohannCarlFriedrichGauss

1777.4.30－1855.2.23;;q在任意闭合面内;2.多个电荷;真空中的任何静电场中,穿过任一闭合曲面的电通量,等于该曲面所包围的电荷电量的代数和乘以。;（2）E为合场强，是由全部电荷所激发的电场（包括闭合面内的电荷和面外的电荷）。;;一般来说

给定电荷分布＋高斯定理≠>电场中各点的场强;利用高斯定理求特殊情况下电场分布的思路:;例2均匀带电球面,总电量为Q,半径为R。;根据高斯定理;例3已知均匀带电球体半径为R,电荷体密度为?;球内：;解:电场强度分布具有面对称性。;;例5无限长均匀带电直线的电荷线密度为+?。;总结;例6电荷体密度;例7均匀带电球壳内外半径分别为R1,R2,电荷体密度为。

求:1.r<R1处;2.R1<r<R2处;3.r>R2处各点的场强的大小。;;3.r>R2;例8两无限长同轴圆柱面，半径分别为R1,R2,带有等量异号电荷,单位长度的电量为λ和-λ。;3.r>R2;§10.4静电场的环路定理电势能;q0;在静电场中，沿闭合路径移动q0，电场力作功;在力学中,重力是保守力,因此可以引进重力势能的概念;弹性力是保守力,同样可以引进弹性势能。现在知道静电场力也是保守力,因此也可以引进相应的电势能。;二、电势能;2.电势能;(1)电势能应属于q0和产生电场的源电荷系

统所共有。;例如图所示,在带电量为Q的点电荷所产生的静电场中,有一带电量为q的点电荷。;选C点为电势能零点;一.电势电势差;2.电势差;;?点电荷系的电势;对n个点电荷:;电势是标量,只有大小、正负之分而无方向,所以只需求代数和即可。;求电势

的方法;例1均匀带电圆环半径为R，电量q。;另解;利用以上结果,可以计算均匀带电圆盘轴线上p点的电势。;当x>>R时;例2计算电偶极子电场中任一点P的电势。;例3半径为R,带电量为q的均匀带电球体。;对球外一点P：;例4求电荷线密度为?的无限长带电直线空间中的电势分布。;取a点为电势零点,a点距离带电直线为xa;例5求均匀带电球壳电场中的电势分布。已知球壳半径为R,总带电量为Q。;在球面处场强不连续,而电势是连续的。;例6无限长均匀带电圆柱面，