• / 96
  • 下载费用:10 金币  

第2章、静电场与恒定电场.ppt

关 键 词:
第2章、静电场与恒定电场.ppt
资源描述:
第2章、静电场与恒定电场,2.1 库仑定律 电场强度 2.2 电位 2.3 静电场中的导体与电介质 2.4 高斯定理 2.5 静电场的边界条件 2.6 泊松方程和拉普拉斯方程 2.7 电容 2.8 静电场能量与静电力 2.9 恒定电场,,,1.点电荷模型,,2.1 库仑定律 电场强度,2.1.1 库仑定律,,2. 库仑定律,( 为真空电容率),令,库仑定律,库仑力遵守牛顿第三定律,1. 静电场,实验证实了两静止电荷间存在相互作用的静电力, 但其相互作用是怎样实现的?,场是一种特殊形态的物质,2.1.2 电场强度,,,2.电场强度,单位,电场中某点处的电场强度 等于位于该点处的单位试验电荷所受的力,其方向为正电荷受力方向.,电荷 在电场中受力,(试验电荷为点电荷、且足够小,故对原电场几乎无影响),3.点电荷的电场强度,,,,,,,,4.电场强度的叠加原理,,由力的叠加原理得 所受合力,点电荷 对 的作用力,故 处总电场强度,电场强度的叠加原理,电荷连续分布情况,电荷体密度,,,点 处电场强度,,电荷面密度,,电荷线密度,,由对称性有,,(1),(点电荷电场强度),(2),(3),2.2 电位,2.2.1 静电场的无旋性,对上式两边同时取旋度,由矢量分析中的零恒等式 知,静电场的旋度恒为零,即,所以,由斯托克斯定理知,上式表明静电场是无旋场(保守场),电场强度E沿任一闭合曲线的线积分均恒为零,静电场中不存在旋涡源。,(积分大小与 无关),1.电位,,,2.2.2 电位,令,电势零点选择方法:有限带电体以无穷远为电位零点,实际问题中常选择地球电位为零.,电位差,物理意义 把单位正试验电荷从点 移到无穷远时,静电场力所作的功.,( 为参考电位,值任选),(将单位正电荷从 移到 电场力作的功.),电位差,静电场力的功,2.点电荷的电位,令,,,,3.电位的叠加原理,点电荷系,电荷连续分布,,,,利用,若已知在积分路径上 的函数表达式,则,(利用了点电荷电势 ,这一结果已选无限远处为电位零点,即使用此公式的前提条件为有限大带电体且选无限远处为电势零点.),4.电场强度与电位梯度,电场中某一点的电场强度沿某一方向的分量,等于这一点的电位沿该方向单位长度上电位变化率的负值.,方向 与 相反,由高电位处指向低电位处,大小,,直角坐标系中,为求电场强度 提供了一种新的途径,利用电场强度叠加原理,利用高斯定理,利用电位与电场强度的关系,物理意义,,,,例1 正电荷 均匀分布在半径为 的细圆环上. 求圆环轴线上距环心为 处点 的电位.,,,,例2 “无限长”带电直导线的电位,解,令,能否选 ?,1.静电感应 静电平衡条件,2.3 静电场中的导体与电介质,2.3.1静电场中的导体,,,静电平衡条件,(1)导体内部任何一点处的电场强度为零; (2)导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.,导体表面是等势面,导体内部电势相等,,,2.静电平衡时导体上电荷的分布,结论 导体内部无电荷,(1)实心导体,(2)有空腔导体,,空腔内无电荷,,电荷分布在表面上,内表面上有电荷吗?,若内表面带电,所以内表面不带电,,结论 电荷分布在外表面上(内表面无电荷),导体是等势体,空腔内有电荷,,,电荷分布在表面上,内表面上有电荷吗?,结论 当空腔内有电荷 时,内表面因静电感应出现等值异号的电荷 ,外表面有感应电荷 (电荷守恒),,为表面电荷面密度,作钱币形高斯面 S,(3)导体表面电场强度与电荷面密度的关系,表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比,注意 导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关.,(4)导体表面电荷分布,3.静电屏蔽,(1)屏蔽外电场,空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.,屏蔽室门,屏蔽室门,接地空腔导体 将使外部空间不受 空腔内的电场影响.,问:空间各部 分的电场强度如何 分布 ?,接地导体电势为零,,(2)屏蔽腔内电场,2.3.2 静电场中的电介质 1.电介质,电介质与导体不同,它的原子核与周围的电子之间相互作用力很大,所有的电子均被束缚在原子核周围,没有可自由运动的自由电荷。因此在电场的作用下,唯一可能存在的运动,就是正负电荷向相反方向产生微小位移,从而形成极化电荷。这些极化电荷构成了新的附加场源,使原电场的分布发生变化。 按照介质分子内部结构的不同,可将其分为两类:一类是非极性分子,它的正负电荷的电中心重合,偶极矩为零。另一类是极性分子,其正负电荷的电中心不重合而,具有固有偶极矩。但由于分子的热运动,它们的排列是随机的。在没有外加电场时,从整体上看呈电中性,即总的偶极矩为
展开阅读全文
  微传网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:第2章、静电场与恒定电场.ppt
链接地址:https://www.weizhuannet.com/p-6521765.html
微传网是一个办公文档、学习资料下载的在线文档分享平台!

微传网博客

网站资源均来自网络,如有侵权,请联系客服删除!

 网站客服QQ:80879498  会员QQ群:727456886

copyright@ 2018-2028 微传网络工作室版权所有

     经营许可证编号:冀ICP备18006529号-1 ,公安局备案号:13028102000124

收起
展开