高二物理競(jìng)賽利用高斯定理求靜電場(chǎng)的分布課件

1對(duì)稱(chēng)性分析選高斯面一、均勻帶電球面的電場(chǎng)分布1、對(duì)稱(chēng)性分析電荷分布球?qū)ΨQ(chēng)電場(chǎng)分布球?qū)ΨQ(chēng)（場(chǎng)強(qiáng)沿徑向，只與半徑有關(guān)）2、選高斯面為同心球面§1.利用高斯定理求靜電場(chǎng)的分布電荷對(duì)稱(chēng)分布情況Q23、球面外電場(chǎng)分布4、球面內(nèi)電場(chǎng)分布【思考】為什么在r=R處E不連續(xù)？RrQrE0R3二、均勻帶電球體的電場(chǎng)分布RrE0球體內(nèi)：球體外：4三、無(wú)限長(zhǎng)圓柱面(線(xiàn)電荷密度)的電場(chǎng)分布解.（1）場(chǎng)強(qiáng)軸對(duì)稱(chēng)沿徑向（2）選半徑r高h(yuǎn)的同軸圓柱面為高斯面（3）柱面外（4）圓柱面內(nèi)rElhSS'5四、帶電無(wú)限大平板(面電荷密度)的電場(chǎng)分布電場(chǎng)垂直于板，在與板平行的面上電場(chǎng)處處相等，與板等遠(yuǎn)處電場(chǎng)的大小相等。解.s+SSSsEE與板垂直的均勻場(chǎng)6++++++＋-------－【思考】帶等量異號(hào)電荷的兩個(gè)無(wú)限大平板之間的電場(chǎng)為，板外電場(chǎng)為。7五、電力線(xiàn)電力線(xiàn)條數(shù)密度表示場(chǎng)強(qiáng)大小電力線(xiàn)上某點(diǎn)的切向和該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向一致用電力線(xiàn)描述電場(chǎng)：

在真空中的靜電場(chǎng)內(nèi)，通過(guò)任意閉合曲面的電力線(xiàn)的條數(shù)等于該曲面所包圍的電量的代數(shù)和的1/0倍。用電力線(xiàn)敘述高斯定理：8電力線(xiàn)的性質(zhì)：1、靜電場(chǎng)的電力線(xiàn)始于正電荷（或無(wú)窮遠(yuǎn)），終于負(fù)電荷（或無(wú)窮遠(yuǎn)）。2、電力線(xiàn)不相交（場(chǎng)強(qiáng)的單值性）3、靜電場(chǎng)的電力線(xiàn)不閉合電力線(xiàn)連續(xù)：不會(huì)在沒(méi)有電荷的地方中斷電力線(xiàn)是物理實(shí)在嗎？庫(kù)侖力是有心力，是保守力。910電偶極子11一對(duì)等量正點(diǎn)電荷12一對(duì)異號(hào)不等量點(diǎn)電荷13平板電容器總結(jié)靜電場(chǎng)的高斯定理適用于一切靜電場(chǎng)；高斯定理并不能求出所有靜電場(chǎng)的分布。兩種計(jì)算電場(chǎng)的方法電場(chǎng)疊加原理高斯定理高斯定理求解電場(chǎng)分布場(chǎng)強(qiáng)E

能否提出積分號(hào)帶電體電荷分布的對(duì)稱(chēng)性建立的高斯面是否合適球面、球體無(wú)限長(zhǎng)圓柱面、圓柱體無(wú)限大平面、平板電荷均勻分布球面圓柱面圓柱面用高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度的步驟：(1)分析電荷對(duì)稱(chēng)性；(2)根據(jù)對(duì)稱(chēng)性取高斯面；高斯面必須是閉合曲面高斯面必須通過(guò)所求的點(diǎn)(3)根據(jù)高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度。高斯面的選取使通過(guò)該面的電通量易于計(jì)算16討論：

高斯定理只是靜電場(chǎng)兩個(gè)基本定理之一，與下面講的環(huán)路定理結(jié)合，才能完備描述靜電場(chǎng)。但這不在于數(shù)學(xué)上的困難。1、電荷分布無(wú)對(duì)稱(chēng)性，只用高斯定理能求場(chǎng)強(qiáng)分布嗎？不能。172、對(duì)所有平方反比的有心力場(chǎng)，高斯定理都適用。引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng):通過(guò)閉合曲面通量:總結(jié)：場(chǎng)的觀(guān)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理點(diǎn)電荷場(chǎng)疊加（任意電荷分布）