大學(xué)物理第5章靜電場-文庫吧資料
2025-01-19 19:38本頁面
【正文】 iniirdrqqA21 004 ??)11(4001 aibiini rrqq ??? ?? ?? 電場力的功只與始末位置有關(guān)，而與路徑無關(guān)，電場力為保守力，靜電場為保守場。 已知 R、 q0 E?R 解 : 對稱性分析 E? 具有球?qū)ΨQ r 作高斯面 —— 球面 rR 電通量 ? ?? SdEe ?? 1?211 41rEdSEs??? ?電量 ? ? 0iq用高斯定理求解 04 21 ?rE ? 01 ?? E36 r R E?R r 2222 42rESdESdEse ?? ???? ? ????? ? qqi022 4 ??qrE ?202 4 rqE???204 Rq??E 0 21r?R 37 例 : 均勻帶電球體的電場。 00 ????? eiq00 ???? eiq ?32 四、高斯定理的應(yīng)用 高斯定理解題應(yīng)注意 : 適用對象： 有球、柱、平面對稱的 某些 電荷分布 解題步驟 ： (1) 首先分析場源的對稱性 (2) 選取一個合適的高斯面 (3) 由高斯定理求 E ? ???s iqsdE0???33 (1) 利用高斯定理求某些電通量 例：設(shè)均勻電場 和半徑 R為的半球面的軸平行， 計算通過半球面的電通量。 31 表明電力線從正電荷發(fā)出，穿出閉合曲面 ,所以 正電荷是靜電場的源頭。 (3) 庫侖定律只適用于靜電場，高斯定理不僅適于靜電場，還適用于變化的電場。 29 場源電荷為點(diǎn)電荷系 (或電荷連續(xù)分布的帶電體 ) (4) 任意 點(diǎn)電荷 系統(tǒng) ???niiEE1??S s?dqi iE?qj jE?E??? ??jjii EEE???（ S外） （ S內(nèi)） ? ?? S SdEe ??? SdEESjjii???? ?? ??? )(? ?? ? ???? SjjSii sEsE )d(d)(????? ? ?? ????i j SjS i sEsE???? dd 00?? ?iiq?30 0SSdE ??? ?? 內(nèi)q???? ?? VS sE 0????任意連續(xù)電荷分布 說明： (1) ?e只 由 S內(nèi)的 ∑q內(nèi) 值決定，與 q內(nèi) 分布無關(guān) 。 E?28 (2) q位于任意閉合曲面 S／ 內(nèi) + ndS?E?S/ S 若 S和 S/之間沒有其他電荷 ,點(diǎn)電荷 q 的電場線是連續(xù)地延伸到無限遠(yuǎn)。 27 場源為點(diǎn)電荷 q (1) q位于閉合球面 S的中心 + E?ndS?q ? ?? Se SdE ???? ?? S Sdrrq ??0204 ???? SdSrq 204 ?? 022044 ???? qrrq ????點(diǎn)電荷的電通量與球面的半徑無關(guān)。 反映 場 和 源 的關(guān)系。米 (V 24 /S二、電通量 ?SE???? ESeSE???c o sESe ??SEe ?? ??? 通過電場中任一給定截面的電力線的總數(shù)稱為通過該截面的電通量或 E通量，用符號 Φe表示 在勻強(qiáng)場中 (平面 ) 在非勻強(qiáng)場中 (曲面 ) S E??SdEd e ?? ???? ?? Se SdE ???25 電場中的任意閉合曲面 S、電場強(qiáng)度 E的通量 規(guī)定 ：法線的正方向?yàn)橹赶蜷]合曲面的外側(cè)。 （ 2）任意兩條電力線不相交。 AAE B BE 電力線的切線方向表示場強(qiáng)方向 電力線的密度則表示場強(qiáng)的大小 ??SE??? ???????SSNE e△ N為通過△ S⊥ 的電力線數(shù) 22 ???dSdE e 在電場中任一點(diǎn)處，通過垂直于 E的單位面積上的電力線的數(shù)目等于該點(diǎn)處 E的量值。 Ep ?? ? Ep ?? //21 167。 +q q 電偶極矩 : l?p?lqp ?? ?(1)電偶極子場強(qiáng) 解： 對 A點(diǎn)： y l?0 A r x +q和 q 的場強(qiáng) 分別為 ?E?ilrqE ??20 24 )( ??????E?ilrqE ??20 24 )( ??????AE?ilrqlrqEA??])()([2202241???? ??lr ??irqlE A ?? 30241???30241rpEA?????15 對 B點(diǎn)： ?E??E?AE?B r y l? ?E??E?0 A r x )( 2220 241lrqEE??? ?? ??B點(diǎn)總場強(qiáng)大小 BE?? ?c o s2 ?? EE B212222220 22242)()( lrllrqEB???????3041rp???3041rpEB??????結(jié)論 : 31。 電場的基本性質(zhì) ① 對放在其內(nèi)的任何電荷都有作用力 ② 電場力對移動的電荷作功 8 分布場 從“力”的角度描述場中各點(diǎn)電場的強(qiáng)弱 試驗(yàn)電荷 : 小電量，正點(diǎn)電荷，用 q0表示。m2 6 0221041 rrqqF ?????受力電荷對施力電荷的單位位矢 0r?庫侖定律適用的條件： ① 只適用于點(diǎn)電荷模型 ② 施力電荷對觀測者靜止 (受力電荷可運(yùn)動 ) 7 三、電場強(qiáng)度 電相互作用如何實(shí)現(xiàn)？ 歷史上經(jīng)歷 超距 作用理論 → 法拉第 近距 作用 電荷 ? 電場 ? 電荷 電荷周圍存在電場。m2/C2 041???k真空中介電常數(shù)： ?0 = 1012 C2 電場 電場強(qiáng)度 一 、 電荷及其性質(zhì) 電荷是物質(zhì)的一種基本屬性 種類：正電荷 (玻璃電 ) 、負(fù)電荷 (樹脂電 ) 性質(zhì)：同號相吸、異號相斥 電量：物體電荷多少的量度 單位：庫侖 C 一切相互作用下發(fā)生的過程都遵守。 電場的能量 2 靜電場 : 相對于觀察者靜止的電荷產(chǎn)生的電場 一個實(shí)驗(yàn)規(guī)律： 庫侖定律； 兩個物理量： 電場強(qiáng)度、電勢； 兩個定理：
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