大学物理学：9-1静电场-2高斯定理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,静 电 场,第,2,讲 电场通量 高斯定理及其应用,主讲教师：赵红娥,1,2,本次课主要内容,电场通量,电场中的高斯定理,难点,:,正确理解电场中的高斯定理的物理意义,掌握利用高斯定理求空间电场分布的方法,重点：,2,A,B,C,点电荷的电场线,人为形象地描述,.,电场线和电通量,一,电场线,电场,线,的特点？,电场线举例,3,电场线举例,+2,q,-,q,电场,线,的特点：,电场线起始于正电荷终止于负电荷。不会形成闭合曲线。,电场线上任意点的场强方向沿该点处电场线的切线方向；,电场中任意两条,电场线不相交电场中考察点附近,电场线的疏密反映该点电场的强弱；,4,5,1,定义：,静电场中某点附近穿过单位面积的电场线条数即数密度为电场强度的大小,.,通过电场中任一曲面的电场线条数。,称为通过这,曲面,的,电场强度通量（电通量）,e,静电场,-,电势,二 电场强度通量,单位：韦伯,Wb,S,=ES,是标量,5,=ES,=,ES,cos,S,S,2,电场强度通量,计算,这里 的方向为面元的法线方向。,6,封闭曲面的电通量,:,穿出,0,穿入,0,+,q,R,规定,:,外法线为,正,!,7,以点电荷的电场为例,作以点电荷为球心,r,为半径的球面,1,.,当点电荷,q,r,高斯面内电荷为,0,当,由高斯面定理,得,由题已知电荷分布具有球对称性，它们在空间形成的电场分布也有球对称性。,例,:,均匀带电的,球壳,内外的场强分布,.,设球壳半径为,R,，,所带总电量为,Q,.,o,21,例,:,两均匀带电的同心,球壳,内外的场强分布,.,设内外球壳半径分别为,R,1,、,R,2,，,所带总电量为分别为,Q,1,、,Q,2,.,取任一长度,r,为半径的同心球面为,高斯面,。,解,：,当,R,1,r,高斯面内电荷为,0,当,由高斯定理,得,由题已知电荷分布具有球对称性，它们在空间形成的电场分布也有球对称性。,当,o,22,例：,均匀带电的,球体,内外的场强分布。设球体半径为,R,，,解：,与,点电荷,产生的电场相同,r,0,由,静电场的高斯定理 得,所带总带电为,Q,23,例,:,求无限长均匀带电直线的场强分布,.,解,：,r,r,l,S,1,S,2,请,同学们画出 关系曲线,得,左式中前两项 结果为零,由题已知电荷分布具有轴对称性，它们在空间形成的电场分布也有轴对称性。如图作与带电圆柱面同轴截面半径为,r,，,长度为,l,的圆柱面（两端封顶的高斯面,),。,由高斯定律,2.,场强具有轴对称性情况,24,例,:,求无限长均匀带电圆筒的场强分布,.,解,：,左式中前两项 结果为零,该电场分布具有轴对称性,.,如图取同轴柱面为高斯面,画出 关系曲线,得,(1),当,r,R,时，,r,r,S,1S,2,r,o,l,由高斯定律,o,25,例,:,求两带等量异号电荷均匀分布的同轴无限长圆筒的,该电场分布具有轴对称性,.,如图取同轴柱面为高斯面,解,：,画出 关系曲线,场强分布,.,得,(1),当,r R,1,时，,得,(2),当,R,1,r,R,2,时，,得,r,r,S,1,S,2,r,o,l,l,由高斯定律,o,左式中前两项为零,26,解：,首先进行对称性分析，,电场分布对该平面对称,即离平面等距处的场强大小,都相等、方向都垂直于平面。,例,:,求无限大均匀带电平面的场强分布。,设面电荷密度为,e,场强方向指离平面,.,场强方向指向平面,.,3.,场强具有面对称性情况,27,解：利用电场叠加原理,例,:,求两无限大均匀带等量异号电的平面的场强分布。,设面电荷密度为,两板间电场,两板外侧电场,方向垂直带电板,28,真空中有一均匀带正电球面，半径为,R,，电荷面密,度为,，在球面上挖去一小块面积（连同电荷）,S,，,则,S,处球面外,邻近球面处,P,点,（,S,的线度,远远大于,P,点到,S,的,距离）的电强度大小是：,R,O,S,P,A.,B.,C.,D.,E.,条件不足，无法计算,#1,a0502016b,29,真空中有一均匀带正电球面，半径为,R,，电荷面密,度为,，在球面上挖去一小块面积（连同电荷）,S,，则球心,O,处的电场强度的大小是：,R,O,S,A.,B.,C.,D.,E.,以上都不对,#1,a0502016a,30,作业：,书,P192 9.9,9.10,9.11,9.13,31,