電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算(教師教材)課件

電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算1青苗輔導(dǎo)

電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算1青苗輔導(dǎo)描述電場(chǎng)的物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度q0q0電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于單位正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力。2青苗輔導(dǎo)描述電場(chǎng)的物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度q0q0電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算（1）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)（3）連續(xù)分布電荷的電場(chǎng)（2）場(chǎng)強(qiáng)疊加原理和點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)3青苗輔導(dǎo)電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算（1）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)（3）連續(xù)分布電荷的電場(chǎng)（2場(chǎng)點(diǎn)源點(diǎn)（1)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)q+4青苗輔導(dǎo)場(chǎng)點(diǎn)源點(diǎn)（1)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)q+4青苗輔導(dǎo)iq0qi對(duì)的作用qiq2q0q1

（2)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理和點(diǎn)電荷系的場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理5青苗輔導(dǎo)iq0qi對(duì)的作用qiq2q0q1（2)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理和場(chǎng)點(diǎn)點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)q1+q2-6青苗輔導(dǎo)場(chǎng)點(diǎn)點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)q1+q2-6青苗輔導(dǎo)電荷面分密度電荷體密度電荷線分布密度dSdVld(3)連續(xù)帶電體的電場(chǎng)：體分布、面分布、線分布7青苗輔導(dǎo)電荷面分密度電荷體密度電荷線分布密度dSdVld(3)連續(xù)電荷面分布電荷體分布電荷線分布dSdVdqP.所以,電荷元：計(jì)算時(shí)將上式在坐標(biāo)系中進(jìn)行分解，再對(duì)坐標(biāo)分量積分。ld8青苗輔導(dǎo)電荷面分布電荷體分布電荷線分布dSdVdqP.所以,電荷元體電荷分布的帶電體的電場(chǎng)面電荷分布的帶電體的電場(chǎng)線電荷分布的帶電體的電場(chǎng)計(jì)算時(shí)將上式在坐標(biāo)系中進(jìn)行分解，再對(duì)坐標(biāo)分量積分，即先分后和：9青苗輔導(dǎo)體電荷分布的帶電體的電場(chǎng)面電荷分布的帶電體的電場(chǎng)線電荷分布的解題思路及步驟：2、建立坐標(biāo)系;1、確定電荷密度:4、根據(jù)庫(kù)侖定律確定電荷元的電場(chǎng)強(qiáng)度dE：6、積分求場(chǎng)強(qiáng)分量：3、求電荷元電量dq;

7、求總場(chǎng)的大小和方向關(guān)鍵是得到電荷元的微分形式，即dq5、確定dE在坐標(biāo)系中分量形式：注意使用對(duì)稱性10青苗輔導(dǎo)解題思路及步驟：2、建立坐標(biāo)系;1、確定電荷密度:4、根據(jù)庫(kù)解：例1.求電偶極子中垂面上的電場(chǎng)。r+11青苗輔導(dǎo)解：例1.求電偶極子中垂面上的電場(chǎng)。r+11青苗輔導(dǎo)若rl用矢量形式表示為：r++電偶極矩（電矩）12青苗輔導(dǎo)若rl用矢量形式表示為：r++電偶極矩（電矩）12青苗輔例2.

求一均勻帶電直線周圍的電場(chǎng)

解：建立直角坐標(biāo)系

取線元dx

帶電將投影到坐標(biāo)軸上xdxyθP13青苗輔導(dǎo)例2.求一均勻帶電直線周圍的電場(chǎng)解：建立直角坐標(biāo)系取

積分變量代換

代入積分表達(dá)式xdxyθP14青苗輔導(dǎo)積分變量代換代入積分表達(dá)式xdxyθP14青苗輔導(dǎo)

同理可算出xdxyθP15青苗輔導(dǎo)同理可算出xdxyθP15青苗輔導(dǎo)均勻帶電直線的總場(chǎng)強(qiáng)：16青苗輔導(dǎo)均勻帶電直線的總場(chǎng)強(qiáng)：16青苗輔導(dǎo)當(dāng)直線長(zhǎng)度記住：無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線的場(chǎng)強(qiáng){極限情況，17青苗輔導(dǎo)當(dāng)直線長(zhǎng)度記?。簾o(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線的場(chǎng)強(qiáng){極限情況，17青苗

例3半徑為R的均勻帶電圓環(huán)總電量為q，求軸線上任一點(diǎn)x處的電場(chǎng)。（課堂練習(xí)）xRp由對(duì)稱性解：18青苗輔導(dǎo)例3半徑為R的均勻帶電圓環(huán)總電量為q，求軸線上任一點(diǎn)x處19青苗輔導(dǎo)19青苗輔導(dǎo)所以，由對(duì)稱性當(dāng)dq

位置發(fā)生變化時(shí)，它所激發(fā)的電場(chǎng)矢量構(gòu)成了一個(gè)圓錐面。.20青苗輔導(dǎo)所以，由對(duì)稱性當(dāng)dq位置發(fā)生變化時(shí)，它所激發(fā)的電場(chǎng).20青Rrdr例4求均勻帶電圓盤軸線上任一點(diǎn)的電場(chǎng)。解：由例3均勻帶電圓環(huán)軸線上一點(diǎn)的電場(chǎng)xP21青苗輔導(dǎo)Rrdr例4求均勻帶電圓盤軸線上任一點(diǎn)的電場(chǎng)。解：由例3討論：1.當(dāng)xR>>2.當(dāng)<<xR無(wú)限大均勻帶電平面的場(chǎng)強(qiáng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)可視為點(diǎn)電荷的電場(chǎng)22青苗輔導(dǎo)討論：1.當(dāng)xR>>2.當(dāng)<<xR無(wú)限大均勻帶電平面的場(chǎng)課堂練習(xí)：求均勻帶電半球面(已知R,)

球心處電場(chǎng).哪一個(gè)正確？23青苗輔導(dǎo)課堂練習(xí)：求均勻帶電半球面(已知R,)球心處電場(chǎng).dl沿方向。因?yàn)楦鲌A環(huán)在o

點(diǎn)處同向,可直接積分。其方向取決于的符號(hào)，若，則沿－x

。24青苗輔導(dǎo)dl沿方向。因?yàn)楦鲌A環(huán)在o點(diǎn)處同向,場(chǎng)源的定性規(guī)律二維無(wú)限大均勻帶電面場(chǎng)強(qiáng)漸進(jìn)行為一維無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電線附近的場(chǎng)強(qiáng)漸進(jìn)行為點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的漸進(jìn)行為電偶極子場(chǎng)強(qiáng)的漸進(jìn)行為電四極子場(chǎng)強(qiáng)的漸進(jìn)行為電三極子？25青苗輔導(dǎo)場(chǎng)源的定性規(guī)律二維無(wú)限大均勻帶電面場(chǎng)強(qiáng)漸進(jìn)行為電三極子？25定性和定量的關(guān)系漸進(jìn)分析定性分析物理直覺(jué)的建立26青苗輔導(dǎo)定性和定量的關(guān)系漸進(jìn)分析26青苗輔導(dǎo)1、如圖四個(gè)電荷分布在邊長(zhǎng)為2a的正方形頂角,每個(gè)電荷的帶電量大小為q,計(jì)算在x軸的p點(diǎn)（-h,0,0）電場(chǎng)強(qiáng)度E。x+q+--qyzp課下作業(yè)2、1.3.83、1.3.927青苗輔導(dǎo)1、如圖四個(gè)電荷分布在邊長(zhǎng)為2a的正方形頂角,每個(gè)電荷的帶

電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算28青苗輔導(dǎo)

電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算1青苗輔導(dǎo)描述電場(chǎng)的物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度q0q0電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于單位正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力。29青苗輔導(dǎo)描述電場(chǎng)的物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度q0q0電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算（1）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)（3）連續(xù)分布電荷的電場(chǎng)（2）場(chǎng)強(qiáng)疊加原理和點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)30青苗輔導(dǎo)電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算（1）點(diǎn)電荷的電場(chǎng)（3）連續(xù)分布電荷的電場(chǎng)（2場(chǎng)點(diǎn)源點(diǎn)（1)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)q+31青苗輔導(dǎo)場(chǎng)點(diǎn)源點(diǎn)（1)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)q+4青苗輔導(dǎo)iq0qi對(duì)的作用qiq2q0q1

（2)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理和點(diǎn)電荷系的場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理32青苗輔導(dǎo)iq0qi對(duì)的作用qiq2q0q1（2)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理和場(chǎng)點(diǎn)點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)q1+q2-33青苗輔導(dǎo)場(chǎng)點(diǎn)點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)q1+q2-6青苗輔導(dǎo)電荷面分密度電荷體密度電荷線分布密度dSdVld(3)連續(xù)帶電體的電場(chǎng)：體分布、面分布、線分布34青苗輔導(dǎo)電荷面分密度電荷體密度電荷線分布密度dSdVld(3)連續(xù)電荷面分布電荷體分布電荷線分布dSdVdqP.所以,電荷元：計(jì)算時(shí)將上式在坐標(biāo)系中進(jìn)行分解，再對(duì)坐標(biāo)分量積分。ld35青苗輔導(dǎo)電荷面分布電荷體分布電荷線分布dSdVdqP.所以,電荷元體電荷分布的帶電體的電場(chǎng)面電荷分布的帶電體的電場(chǎng)線電荷分布的帶電體的電場(chǎng)計(jì)算時(shí)將上式在坐標(biāo)系中進(jìn)行分解，再對(duì)坐標(biāo)分量積分，即先分后和：36青苗輔導(dǎo)體電荷分布的帶電體的電場(chǎng)面電荷分布的帶電體的電場(chǎng)線電荷分布的解題思路及步驟：2、建立坐標(biāo)系;1、確定電荷密度:4、根據(jù)庫(kù)侖定律確定電荷元的電場(chǎng)強(qiáng)度dE：6、積分求場(chǎng)強(qiáng)分量：3、求電荷元電量dq;

7、求總場(chǎng)的大小和方向關(guān)鍵是得到電荷元的微分形式，即dq5、確定dE在坐標(biāo)系中分量形式：注意使用對(duì)稱性37青苗輔導(dǎo)解題思路及步驟：2、建立坐標(biāo)系;1、確定電荷密度:4、根據(jù)庫(kù)解：例1.求電偶極子中垂面上的電場(chǎng)。r+38青苗輔導(dǎo)解：例1.求電偶極子中垂面上的電場(chǎng)。r+11青苗輔導(dǎo)若rl用矢量形式表示為：r++電偶極矩（電矩）39青苗輔導(dǎo)若rl用矢量形式表示為：r++電偶極矩（電矩）12青苗輔例2.

求一均勻帶電直線周圍的電場(chǎng)

解：建立直角坐標(biāo)系

取線元dx

帶電將投影到坐標(biāo)軸上xdxyθP40青苗輔導(dǎo)例2.求一均勻帶電直線周圍的電場(chǎng)解：建立直角坐標(biāo)系取

積分變量代換

代入積分表達(dá)式xdxyθP41青苗輔導(dǎo)積分變量代換代入積分表達(dá)式xdxyθP14青苗輔導(dǎo)

同理可算出xdxyθP42青苗輔導(dǎo)同理可算出xdxyθP15青苗輔導(dǎo)均勻帶電直線的總場(chǎng)強(qiáng)：43青苗輔導(dǎo)均勻帶電直線的總場(chǎng)強(qiáng)：16青苗輔導(dǎo)當(dāng)直線長(zhǎng)度記?。簾o(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線的場(chǎng)強(qiáng){極限情況，44青苗輔導(dǎo)當(dāng)直線長(zhǎng)度記住：無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線的場(chǎng)強(qiáng){極限情況，17青苗

例3半徑為R的均勻帶電圓環(huán)總電量為q，求軸線上任一點(diǎn)x處的電場(chǎng)。（課堂練習(xí)）xRp由對(duì)稱性解：45青苗輔導(dǎo)例3半徑為R的均勻帶電圓環(huán)總電量為q，求軸線上任一點(diǎn)x處46青苗輔導(dǎo)19青苗輔導(dǎo)所以，由對(duì)稱性當(dāng)dq

位置發(fā)生變化時(shí)，它所激發(fā)的電場(chǎng)矢量構(gòu)成了一個(gè)圓錐面。.47青苗輔導(dǎo)所以，由對(duì)稱性當(dāng)dq位置發(fā)生變化時(shí)，它所激發(fā)的電場(chǎng).20青Rrdr例4求均勻帶電圓盤軸線上任一點(diǎn)的電場(chǎng)。解：由例3均勻帶電圓環(huán)軸線上一點(diǎn)的電場(chǎng)xP48青苗輔導(dǎo)Rrdr例4求均勻帶電圓盤軸線上任一點(diǎn)的電場(chǎng)。解：由例3討論：1.當(dāng)xR>>2.當(dāng)<<xR無(wú)限大均勻帶電平面的場(chǎng)強(qiáng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)可視為點(diǎn)電荷的電場(chǎng)49青苗輔導(dǎo)討論：1.當(dāng)xR>>2.當(dāng)<<xR無(wú)限大均勻帶電平面的場(chǎng)課堂練習(xí)：求均勻帶電半球面(已知R,)

球心處電場(chǎng).哪一個(gè)正確？50青苗輔導(dǎo)課堂練習(xí)：求均勻帶電半球面(已知R,)球心處電場(chǎng).dl沿方向。因?yàn)楦鲌A環(huán)在o

點(diǎn)處同向,可直接積分。其方向取決于的符號(hào)，若，則沿－x

。51青苗輔導(dǎo)dl沿方向。因?yàn)楦鲌A環(huán)在o點(diǎn)處同向,場(chǎng)源的定性規(guī)律二維無(wú)限大均勻帶電面場(chǎng)強(qiáng)漸進(jìn)行為一維無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電線附近的場(chǎng)強(qiáng)漸進(jìn)行為點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的漸進(jìn)行為電偶極子場(chǎng)強(qiáng)的漸進(jìn)行為電四極子場(chǎng)強(qiáng)的漸進(jìn)行為電三極子？52青苗輔導(dǎo)場(chǎng)源的定性規(guī)律二維無(wú)限大