高二物理競賽電場的能量課件

一、電容器的能量將dq由b板移到a板，外力需作功帶電電容器的能量為電場的能量電容器的電容愈大、充電電壓愈高，電容器儲(chǔ)存的能量就愈多。

電場的能量以平板介質(zhì)電容器為例單位體積的能量(電場能量密度)為

討論：(1)(2)電場具有能量是電場物質(zhì)性的一種表現(xiàn)對任意電場適用

[例]真空中一個(gè)半徑為R的薄球殼，其上帶有均勻分布的電荷Q，求靜電場的總能量解：電場分布在球殼的外部空間靜電場的總能量為例、球形電容器帶電

q，內(nèi)、外半徑分別為R1和R2，極板間充滿介電常數(shù)為的電介質(zhì)。計(jì)算介質(zhì)中電場的能量。R2R1解：R2=？

[例]空氣平板電容器的極板面積為S，極板間距為d，其中插入一塊厚度為d’的平行銅板。現(xiàn)在將電容器充電到電勢差為U，切斷電源后再將銅板抽出。試求抽出銅板時(shí)外力所作的功外力的功等于抽出銅板前后該電容器電能的增量解：法1

電容儲(chǔ)存能量的觀點(diǎn)

抽出銅板前的電容極板上的電荷不變抽出銅板后電容為

法2電場是能量攜帶者的觀點(diǎn)銅板抽出前后:不變不變判斷電容器中儲(chǔ)存的靜電能量的變化

---真空中的靜電場帶電體激發(fā)靜電場在空間分布規(guī)律和性質(zhì)-----庫侖定律場強(qiáng)疊加高斯定理場強(qiáng)環(huán)路定理-----EUE的計(jì)算-----疊加原理(點(diǎn)電荷、帶電體建立合適的坐標(biāo))-----高斯定理的積分求E（對稱性、高斯面、E通量、大小和方向）------利用E=-U靜電場主要內(nèi)容靜電場庫侖定律電場強(qiáng)度環(huán)路定理電勢電勢梯度力能量在以點(diǎn)電荷為中心的球面上，由該點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的場強(qiáng)處處相同．NORY靜電場中某點(diǎn)電勢的數(shù)值等于

1)單位正電荷置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢能

2)把單位正電荷從該點(diǎn)移到電勢零點(diǎn)外力所作的功一均勻帶電球面，電荷面密度為s，球面上面元dS帶有sdS的電荷，該電荷在球面內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度是否為0？參考點(diǎn)U的計(jì)算-----0電勢點(diǎn)的選擇（∞、無限分布：某點(diǎn)或某面；實(shí)際：地球）U的定義AaPE0qdlhaP()0Wa0疊加VaS0e4p1qarii或Va0e4pqrdQ導(dǎo)體和電介質(zhì)導(dǎo)體（靜電平衡狀態(tài)：感應(yīng)電荷）和電介質(zhì)（均勻的、處于穩(wěn)定極化狀態(tài)：極化電荷）的靜電特性導(dǎo)體和電介質(zhì)內(nèi)外的E和U分布規(guī)律----所有電荷的E的矢量和；所有電荷U的和電容器的C和W1、導(dǎo)體處于靜電平衡：表面E、電荷分布、U。（疊加原理、高斯定理及電勢疊加）2、電介質(zhì)：D---E注意：介質(zhì)的高斯定理普遍適用于靜電場的基本定理。3、電容器的C----電荷分布

-----E------U------定義求C4、靜電場的能量附加ABRABR同軸圓柱面A、B均勻帶電單位高度A柱面帶電B柱面帶電ll求A、B柱面電勢差由電勢差定義EVABVAB.dlRABR.Erd