中国民航大学大学物理2电磁学第1-2章小结.ppt

第第1 1，2 2章内容小章内容小结与练习结与练习1.点电荷与检验电荷点电荷与检验电荷2.静电场与电场强度静电场与电场强度3.静电力的功与电势能和电势静电力的功与电势能和电势4.电偶极子与电偶极矩电偶极子与电偶极矩5.电力线与电通量电力线与电通量6.电势梯度电势梯度7.电荷系静电能电荷系静电能2.2.库仑定律库仑定律 真空中两静止点电荷之间的作用力真空中两静止点电荷之间的作用力1.电荷守恒定律电荷守恒定律1.1.库仑力的叠加原理库仑力的叠加原理Qi q riFi电荷连续分布电荷连续分布dQr qdF电荷离散分布电荷离散分布点电荷系的场强点电荷系的场强qiEiP 电荷连续分布的带电体的场强电荷连续分布的带电体的场强dqEPr 2.2.场强叠加原理场强叠加原理点电荷的场强点电荷的场强3.3.电势叠加原理电势叠加原理点电荷的电势：点电荷的电势：qrP 点电荷系的电势点电荷系的电势:qiP ri电荷连续分布的带电体的电势：电荷连续分布的带电体的电势：dqPr qextS qint1.1.高斯定理高斯定理2.2.静电场的环路定理静电场的环路定理 静电场的环路定理表明：静电场是一种无旋场。静电场的环路定理表明：静电场是一种无旋场。Edr几种常见电荷系的电场（几种常见电荷系的电场（I I）1 1）无限大均匀带电平面的场强）无限大均匀带电平面的场强E2 2）均匀带电球面的场强）均匀带电球面的场强 RrEq3 3）均匀带电球体的场强）均匀带电球体的场强RrEqrER4 4）均匀带电圆柱面的场强）均匀带电圆柱面的场强5 5）均匀带电圆柱体的场强）均匀带电圆柱体的场强rER1.场强定义法场强定义法2.场强叠加原理法：场强叠加原理法：点电荷的场强点电荷的场强+叠加原理叠加原理对点电荷系：对点电荷系：对连续带电体系：对连续带电体系：3.Gauss定理法定理法4.电势微分法电势微分法1.电势定义（场强积分）法电势定义（场强积分）法2.电势叠加法电势叠加法3.对点电荷系：对点电荷系：4.对连续带电体：对连续带电体：例例1 电荷面密度均为电荷面密度均为 两块两块“无限大无限大”均匀带电的平行平板如均匀带电的平行平板如图图(a)放置，其周围空间各点电场强度放置，其周围空间各点电场强度 （设电场强度方向向右（设电场强度方向向右为正、向左为负）随位置坐标为正、向左为负）随位置坐标x变化的关系曲线为（变化的关系曲线为（）C 例例2 如图所示，一个带电量为如图所示，一个带电量为 q 的点电荷位于的点电荷位于正立方体的正立方体的 A 角上，则通过侧面角上，则通过侧面 abcd 的电场强度的电场强度通量等于：通量等于：（A）q/60 ;（B）q/120 ；（C）q/240;（D）q/360 .(A)(B)(C)(D)B 例例3.真空中一半径为真空中一半径为 R 的球面均匀带电的球面均匀带电 Q，在球心在球心 o 处有处有一带电量为一带电量为 q 的点电荷，设无穷远处为电势零点，则在球的点电荷，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心内离球心 o 距离的距离的 r 的的 P 点处的电势为：点处的电势为：例例4.半径为半径为 r 的均匀带电球面的均匀带电球面 1，带电量为，带电量为 q；其外有一同其外有一同心的半径为心的半径为 R 的均匀带电球面的均匀带电球面 2，带电量为，带电量为 Q，则此两球则此两球面之间的电势差面之间的电势差 U1-U2 为：为：(A)(B)(C)(D)A 例例5一一“无限大无限大”带负电荷的平面，若设平面所在处为电带负电荷的平面，若设平面所在处为电势零点，取轴垂直带电平面，原点在带电平面处，则其周围势零点，取轴垂直带电平面，原点在带电平面处，则其周围空间各点电势随距离平面的位置坐标变化的关系曲线为空间各点电势随距离平面的位置坐标变化的关系曲线为:A例例7.下面说法正确的是下面说法正确的是 D(A)等势面上各点场强的大小一定相等；等势面上各点场强的大小一定相等；(B)在电势高处，电势能也一定高；在电势高处，电势能也一定高；(C)场强大处，电势一定高；场强大处，电势一定高；(D)场强的方向总是从电势高处指向低处场强的方向总是从电势高处指向低处.例例8.已知一高斯面所包围的体积内电量代已知一高斯面所包围的体积内电量代数和数和 ，则可肯定：，则可肯定：A.高斯面上各点场强均为零。高斯面上各点场强均为零。B.穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。C.穿过整个高斯面的电通量为零。穿过整个高斯面的电通量为零。D.以上说法都不对。以上说法都不对。C 例例9 下列说法正确的是（下列说法正确的是（）(A)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷；闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷；(B)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零定为零(C)闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零(D)闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零不可能为零例例10 下列说法正确的是（下列说法正确的是（）(A)电场强度为零的点，电势也一定为零电场强度为零的点，电势也一定为零(B)电场强度不为零的点，电势也一定不为零电场强度不为零的点，电势也一定不为零(C)电势为零的点，电场强度也一定为零电势为零的点，电场强度也一定为零(D)电势在某一区域内为常数，则电场强度在该区域内必定为零电势在某一区域内为常数，则电场强度在该区域内必定为零高斯面高斯面例：例：两同心均匀带电球面，带电量分别为两同心均匀带电球面，带电量分别为 q1、-q2,半半径分别为径分别为 R1、R2,求各区域内的场强和电势。求各区域内的场强和电势。解：解：在三个区域中的任意点分别作同心球面在三个区域中的任意点分别作同心球面高斯球面，设面内电荷为高斯球面，设面内电荷为 q，则则高斯面高斯面上述结果可直接由均匀带电球面电荷的场和叠加原理得出。上述结果可直接由均匀带电球面电荷的场和叠加原理得出。高高斯斯面面电势电势分布分布可由叠加原理和场强积分可由叠加原理和场强积分二法求出。下面用一法求解。二法求出。下面用一法求解。