高二物理競賽電場強(qiáng)度通量 高斯定理課件

一電場線（電場的圖示法）2）在電場中某點(diǎn),通過垂直于電場強(qiáng)度方向單位面積電場線條數(shù)（電場線密度）9-4電場強(qiáng)度通量高斯定理1）曲線上每一點(diǎn)切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)場強(qiáng)方向;為該點(diǎn)場強(qiáng)的大小.電場線在電場中畫出的一些帶箭頭的假想曲線規(guī)定:點(diǎn)電荷的電場線正點(diǎn)電荷+負(fù)點(diǎn)電荷一對等量異號點(diǎn)電荷的電場線+一對等量正點(diǎn)電荷的電場線++一對不等量異號點(diǎn)電荷的電場線帶等值異號電荷的兩平行板的電場線++++++++++++

均勻電場(勻強(qiáng)電場)電場線特性：1）始于正電荷,止于負(fù)電荷(或來自無窮遠(yuǎn),去向無窮遠(yuǎn)).2）

在無電荷分布處，電場線不相交,不中斷(連續(xù)性).3）

靜電場電場線不閉合.二電場強(qiáng)度通量電場強(qiáng)度通量

垂直通過電場中某一個面的電場線條數(shù)叫做通過這個面的電場強(qiáng)度通量.(1)均勻電場，垂直平面(2)均勻電場，與平面夾角(3)非均勻電場強(qiáng)度電通量(4)閉合曲面的電場強(qiáng)度通量封閉曲面曲面內(nèi)無電荷曲面內(nèi)有電荷(無電荷空間電場線的連續(xù)性)

例1

如圖所示，有一個三棱柱體放置在電場強(qiáng)度的勻強(qiáng)電場中.求通過此三棱柱體的電場強(qiáng)度通量.解:

在真空中,通過任一閉合曲面的電場強(qiáng)度通量,等于該曲面所包圍的所有電荷的代數(shù)和除以.三高斯定理（與面外電荷無關(guān)，閉合曲面稱為高斯面）靜電場是有源場

例2

如圖所示，有一個電場強(qiáng)度為的均勻電場,的方向與軸正方向平行,則穿過圖中半徑為的半球面的電場強(qiáng)度通量為

.+(1)點(diǎn)電荷位于球面中心

與無關(guān)（電場線條數(shù)相同）高斯定理的導(dǎo)出：+(2)點(diǎn)電荷在任意封閉曲面內(nèi)（3）點(diǎn)電荷在封閉曲面之外電場線的連續(xù)性（4）由多個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場1）高斯面上的電場強(qiáng)度為內(nèi)外所有電荷的總電場強(qiáng)度.2）穿進(jìn)高斯面的電場強(qiáng)度通量為負(fù)，穿出為正.4）靜電場是有源場.總結(jié)庫侖定律：從電荷間的相互作用反映靜電場性質(zhì)。（靜電場）高斯定理：從場和場源電荷關(guān)系反映靜電場性質(zhì)。（靜、變化）3）穿過高斯面的電場強(qiáng)度通量僅與高斯面內(nèi)的電荷系有關(guān)，與高斯面形狀和電荷系分布情況無關(guān)。注意：（2）在點(diǎn)電荷和的靜電場中，做如下的三個閉合面求通過各閉合面的電通量.討論：（1）

將從移到點(diǎn)電場強(qiáng)度是否變化？穿過高斯面的有否變化？*四高斯定理的應(yīng)用（3）應(yīng)用高斯定理計(jì)算.其步驟為：

（1）對稱性分析（用高斯定理求解的電場分布必須具有高度對稱性)（2）根據(jù)對稱性選擇合適的高斯面：均勻帶電球面/球體/球殼均勻帶電無限長直線/圓柱體/圓柱面均勻帶電無限大平面/平板（電場分布球?qū)ΨQ)(電場分布軸對稱)(電場分布面對稱)GS面為柱面GS面為球面）（3）

如果一個點(diǎn)電荷位于立方體的中心,則通過立方體各表面的電通量為______.

例3均勻帶電薄球殼的電場強(qiáng)度

一半徑為,均勻帶電的薄球殼.求球殼內(nèi)外任意點(diǎn)的電場強(qiáng)度.解：對稱性分析：++++++++++++電荷球?qū)ΨQ分布場強(qiáng)球?qū)ΨQ分布（1）（2）++++++++++++取球面為高斯面電荷分布球?qū)ΨQ,方向:+++++例4無限長均勻帶電直線的電場強(qiáng)度

無限長均勻帶電直線，單位長度上的電荷，即電荷線密度為，求距直線為處的電場強(qiáng)度.對稱性分析：解:電荷軸對稱分布場強(qiáng)軸對稱分布++++++選柱面為高斯面+電荷分布軸對稱,方向:++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++例5無限大均勻帶電平面的電場強(qiáng)度

無限大均勻帶電平面，單位面積上的電荷，即電荷面密度為，求距平面為處的電場強(qiáng)度.對稱性分析：解:垂直平面兩側(cè)距平面等距處E相等電場分布面對稱電荷分布面對稱++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++對無限大帶電平面,選柱面為高斯面底面積++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++方向:

平面(均勻電場)討論無限大帶電平面的電場疊加問題均勻帶電球面/球體/球殼均勻帶電無限長直線/圓柱體/圓柱面