高二物理競賽第六章真空中的靜電場課件

第六章真空中的靜電場§6.1庫侖定律§6.3電通量高斯定理§6.4

靜電場的環(huán)路定理和電勢§6.5

等勢面§6.2電場強(qiáng)度

在電場中描繪一系列的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)處場強(qiáng)的方向一致，這些曲線稱為電場線。使穿過垂直于場強(qiáng)方向的面元的電場線條數(shù)與該面元的比值（即電場線密度），與該面元上的場強(qiáng)大小成正比。

電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小的分布，其上任一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)處的場強(qiáng)方向。一電場線(electricfieldline)（電場的圖示法）§6.3電通量高斯定理電場線特性.

１.電場線起始于正電荷（或無限遠(yuǎn)處），終止于負(fù)電荷（或無限遠(yuǎn)處），不會(huì)在沒有電荷處中斷；2.在沒有點(diǎn)電荷的空間，任何兩條電場線不會(huì)相交；3.電場線不形成閉合曲線。點(diǎn)電荷的電場線正點(diǎn)電荷+負(fù)點(diǎn)電荷一對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場線+一對(duì)等量正點(diǎn)電荷的電場線++一對(duì)不等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場線帶電平行板電容器的電場線++++++++++++

二電場強(qiáng)度通量(electricflux)

通過電場中某一個(gè)面的電場線數(shù)叫做通過這個(gè)面的電場強(qiáng)度通量.

均勻電場，垂直平面

均勻電場，與平面夾角非均勻電場強(qiáng)度電通量

為封閉曲面閉合曲面的電場強(qiáng)度通量規(guī)定規(guī)定閉合曲面法線方向向外為正！

即如電場線從閉合曲面內(nèi)向外穿出，則電通量為正；反之，電通量為負(fù).

例如圖所示，有一個(gè)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.電場線穿入電場線穿出S解三高斯定理

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.（與面外電荷無關(guān)，閉合曲面稱為高斯面）

1）高斯面上的與那些電荷有關(guān)？2）哪些電荷對(duì)閉合曲面的有貢獻(xiàn)？

(GaussLaw)表述思考+點(diǎn)電荷位于球面中心高斯定理的導(dǎo)出高斯定理庫侖定律電場強(qiáng)度疊加原理+點(diǎn)電荷在任意封閉曲面內(nèi)由于電場線的連續(xù)性，可以看出通過閉合曲面S’和球面S的電場線數(shù)目相同點(diǎn)電荷在封閉曲面之外由多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場高斯定理1）高斯面上的電場強(qiáng)度為所有內(nèi)外電荷的總電場強(qiáng)度.總結(jié)：4）僅高斯面內(nèi)的電荷對(duì)高斯面的電場強(qiáng)度通量有貢獻(xiàn).2）高斯面為封閉曲面.5）靜電場是有源場.3）穿進(jìn)高斯面的電場強(qiáng)度通量為負(fù)，穿出為正.

例在點(diǎn)電荷和的靜電場中，做如下的三個(gè)閉合面求通過各閉合面的電通量.討論

將從移到點(diǎn)電場強(qiáng)度是否變化？穿過高斯面的有變化？四高斯定理的應(yīng)用1.對(duì)稱性分析；2.根據(jù)對(duì)稱性選擇合適的高斯面；3.應(yīng)用高斯定理計(jì)算.（用高斯定理求解的靜電場必須具有一定的對(duì)稱性）解題步驟為1.若在S面上各點(diǎn)場強(qiáng)大小E相等,++++++++++++

例1.均勻帶電球面的電場強(qiáng)度

一半徑為,均勻帶電為的球面.求球面內(nèi)外任意點(diǎn)電場強(qiáng)度.解（1）（2）+++++例2無限長均勻帶電直線的電場強(qiáng)度選取閉合的柱型高斯面

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(duì)稱性分析：軸對(duì)稱解+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++例3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.選取閉合的柱型高斯面對(duì)稱性分析：

垂直平面解+++++++++++++++++++++++++++++++++