大學(xué)物理教學(xué)資料匯編靜電場(chǎng)小結(jié)

1、靜電場(chǎng)靜電場(chǎng) 小結(jié)小結(jié) 22141rqqf0一一、靜止電荷間的相互作用力的規(guī)律、靜止電荷間的相互作用力的規(guī)律-庫侖定律庫侖定律 二二、 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)1 1、靜電場(chǎng)的性質(zhì)、靜電場(chǎng)的性質(zhì) 對(duì)電荷有力的作用對(duì)電荷有力的作用qef、靜電場(chǎng)是保守力場(chǎng)，電場(chǎng)力作功與路徑無關(guān)靜電場(chǎng)是保守力場(chǎng)，電場(chǎng)力作功與路徑無關(guān) lle0d-靜電場(chǎng)的環(huán)路定理靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 電勢(shì)能電勢(shì)能 電勢(shì)（標(biāo)量）電勢(shì)（標(biāo)量）關(guān)系關(guān)系qvwaa 電勢(shì)差與電場(chǎng)力作功的關(guān)系電勢(shì)差與電場(chǎng)力作功的關(guān)系nmnmvvqa0電場(chǎng)線、等勢(shì)面的性質(zhì)及其與電場(chǎng)的關(guān)系：電場(chǎng)線、等勢(shì)面的性質(zhì)及其與電場(chǎng)的關(guān)系：電場(chǎng)強(qiáng)度與等勢(shì)面處處正交。電場(chǎng)強(qiáng)度與等勢(shì)面處處正交。

2、等勢(shì)面越密處電場(chǎng)強(qiáng)度越大，反之電場(chǎng)強(qiáng)度越小。等勢(shì)面越密處電場(chǎng)強(qiáng)度越大，反之電場(chǎng)強(qiáng)度越小。沿電力線方向電勢(shì)依次降落。沿電力線方向電勢(shì)依次降落。、有源場(chǎng)有源場(chǎng)靜電場(chǎng)的高斯定理靜電場(chǎng)的高斯定理iiseqsde內(nèi)01iisdqsdd自eedr0電通量的計(jì)算電通量的計(jì)算sesed對(duì)封閉曲面，電場(chǎng)線穿入時(shí)電通量為負(fù)，穿出時(shí)電通量為正對(duì)封閉曲面，電場(chǎng)線穿入時(shí)電通量為負(fù)，穿出時(shí)電通量為正表達(dá)式中各項(xiàng)的物理意義表達(dá)式中各項(xiàng)的物理意義、場(chǎng)強(qiáng)具有疊加性場(chǎng)強(qiáng)具有疊加性-電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量疊加原理電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量疊加原理靜靜電場(chǎng)具有能量電場(chǎng)具有能量niiee1（或積分）（或積分）vvedvedvww221電場(chǎng)能量密度電場(chǎng)能量

3、密度：22121edewe2 2、兩個(gè)基本物理量、兩個(gè)基本物理量 （1 1）電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度 、定義式、定義式0qfe 、計(jì)算、計(jì)算庫侖定律庫侖定律 定義式定義式點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)r0e rqe241場(chǎng)強(qiáng)疊加原理場(chǎng)強(qiáng)疊加原理 任意帶電體的場(chǎng)強(qiáng)任意帶電體的場(chǎng)強(qiáng)注意：在實(shí)際計(jì)算中，需要把電荷元的電場(chǎng)在坐標(biāo)系中分注意：在實(shí)際計(jì)算中，需要把電荷元的電場(chǎng)在坐標(biāo)系中分解后，再求和或積分。解后，再求和或積分?；颈痉椒椒ǚ?用高斯定理求具有對(duì)稱性電荷分布帶電體的場(chǎng)強(qiáng)用高斯定理求具有對(duì)稱性電荷分布帶電體的場(chǎng)強(qiáng)無限大均勻帶電平面無限大均勻帶電平面無限長(zhǎng)均勻帶電直線（圓柱面，圓柱體）無限長(zhǎng)均勻帶電直線（圓

4、柱面，圓柱體）均勻帶電球面（球體）均勻帶電球面（球體）特特殊殊方方法法 其其它它方方法法 用電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)梯度的關(guān)系求場(chǎng)強(qiáng)用電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)梯度的關(guān)系求場(chǎng)強(qiáng)kzvjyvixvve（2） 電勢(shì)電勢(shì)v、v的定義式的定義式0dpplev、v的計(jì)算的計(jì)算法一法一 用定義式計(jì)算（要求知道電場(chǎng)強(qiáng)度的分布）用定義式計(jì)算（要求知道電場(chǎng)強(qiáng)度的分布）法二法二 點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)rqvp0 04 （或已知特殊帶電體的電勢(shì)分布）（或已知特殊帶電體的電勢(shì)分布） 電勢(shì)疊加原理電勢(shì)疊加原理niippvv1帶電體系統(tǒng)的電勢(shì)帶電體系統(tǒng)的電勢(shì)qqpprdqdvv04注意、電偶極子在電場(chǎng)中受到的力和力矩注意、電偶極

5、子在電場(chǎng)中受到的力和力矩勻強(qiáng)電場(chǎng)中：勻強(qiáng)電場(chǎng)中：lqp受合力為受合力為0力矩力矩epm力矩使電偶極子最終轉(zhuǎn)向外電場(chǎng)方向力矩使電偶極子最終轉(zhuǎn)向外電場(chǎng)方向三、導(dǎo)體的靜電平衡三、導(dǎo)體的靜電平衡2、導(dǎo)體靜電平衡的必要條件：導(dǎo)體靜電平衡的必要條件：導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都等于零導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都等于零1、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體的內(nèi)部和表面都沒有電荷作任何宏靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體的內(nèi)部和表面都沒有電荷作任何宏觀定向運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)觀定向運(yùn)動(dòng)的狀態(tài). . 3、導(dǎo)體靜電平衡性質(zhì)：導(dǎo)體靜電平衡性質(zhì)：2 ) 導(dǎo)體表面任一點(diǎn)導(dǎo)體表面任一點(diǎn) 場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于表面場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于表面1 )導(dǎo)體為導(dǎo)體為等勢(shì)體等勢(shì)體，導(dǎo)體表面為，導(dǎo)體

6、表面為等勢(shì)面等勢(shì)面3 )對(duì)實(shí)心帶電導(dǎo)體，對(duì)實(shí)心帶電導(dǎo)體，內(nèi)部處處沒有凈電荷內(nèi)部處處沒有凈電荷存在存在, ,電荷只能分電荷只能分布于導(dǎo)體的表面上布于導(dǎo)體的表面上. .4) )導(dǎo)體表面附近的導(dǎo)體表面附近的場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)方向與表面垂直方向與表面垂直， 大小與該處電荷的面密度成正比大小與該處電荷的面密度成正比. .nee0在靜電平衡狀態(tài)下在靜電平衡狀態(tài)下, ,導(dǎo)體空腔內(nèi)各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于零導(dǎo)體空腔內(nèi)各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于零, ,空腔空腔的內(nèi)表面上處處沒有電荷分布的內(nèi)表面上處處沒有電荷分布. . 5 )對(duì)空腔導(dǎo)體對(duì)空腔導(dǎo)體 (帶電荷帶電荷q) 腔內(nèi)無電荷，導(dǎo)體的腔內(nèi)無電荷，導(dǎo)體的電荷只能分布在外表面。電荷只能分布在外表面

7、。 腔內(nèi)有電荷腔內(nèi)有電荷 q時(shí)時(shí), 導(dǎo)體的內(nèi)表面電荷導(dǎo)體的內(nèi)表面電荷-q, 外表面電荷外表面電荷q+q 靜電屏蔽：靜電屏蔽：在靜電平衡狀態(tài)下，在靜電平衡狀態(tài)下， 空腔導(dǎo)體外面的帶電體不會(huì)影響空腔內(nèi)部的電場(chǎng)分布空腔導(dǎo)體外面的帶電體不會(huì)影響空腔內(nèi)部的電場(chǎng)分布; 一個(gè)接地的空腔導(dǎo)體一個(gè)接地的空腔導(dǎo)體,空腔內(nèi)的帶電體對(duì)空腔外的物體空腔內(nèi)的帶電體對(duì)空腔外的物體不產(chǎn)生影響。不產(chǎn)生影響。0 內(nèi)內(nèi)e常量viiq常量原原則則1.靜電平衡的條件靜電平衡的條件2.基本基本性質(zhì)方程性質(zhì)方程3.電荷守恒定律電荷守恒定律iisqsde01lle0d4、有導(dǎo)體存在時(shí)靜電場(chǎng)的計(jì)算有導(dǎo)體存在時(shí)靜電場(chǎng)的計(jì)算1 1、孤立導(dǎo)體的孤立導(dǎo)體的電容電容vqc 四四 電容器電容器uqvvqcba2、電容器的電容電容器的電容注意：注意：兩極板間插入電介質(zhì)或金屬板對(duì)兩極板間插入電介質(zhì)或金屬板對(duì)電容器電容的影響電容器電容的影響4、電容器串、并聯(lián)的特點(diǎn)電容器串、并聯(lián)的特點(diǎn)3、影響電容大小的因素影響電容大小的因素5、電容器儲(chǔ)能電容器儲(chǔ)能cqw22電荷分布電荷分布 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度 電勢(shì)電勢(shì)點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷均勻帶電均勻帶電 球面（球面（r）均勻帶電均勻帶電 球體（球體（r）無限長(zhǎng)均勻無限長(zhǎng)均勻帶電直線帶電直線無限長(zhǎng)均勻帶無限長(zhǎng)均勻帶電電 圓柱面圓柱面無限長(zhǎng)均勻無限長(zhǎng)均勻帶電圓柱