大學(xué)物理電磁波課件

第四篇電磁學(xué)第四篇1電磁學(xué)研究電磁場(chǎng)的規(guī)律及物質(zhì)的電磁性質(zhì)。包括電學(xué)、磁學(xué)、電磁感應(yīng)等內(nèi)容。電磁學(xué)研究電磁場(chǎng)的規(guī)律及物質(zhì)的電磁性質(zhì)。包括電學(xué)、磁學(xué)、電磁2

第八章真空中的靜電場(chǎng)第八章真空中的靜電場(chǎng)3一

掌握描述靜電場(chǎng)的兩個(gè)物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的概念，理解電場(chǎng)強(qiáng)度

是矢量點(diǎn)函數(shù)，而電勢(shì)V則是標(biāo)量點(diǎn)函數(shù).二

理解高斯定理及靜電場(chǎng)的環(huán)路定理,這是靜電場(chǎng)的兩個(gè)重要定理，它們表明靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)和保守場(chǎng).三

掌握用點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度和疊加原理以及高斯定理求解帶電系統(tǒng)電場(chǎng)強(qiáng)度的方法；并能用電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度的關(guān)系求解較簡(jiǎn)單帶電系統(tǒng)的電場(chǎng)強(qiáng)度.教學(xué)基本要求一掌握描述靜電場(chǎng)的兩個(gè)物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)4四掌握用點(diǎn)電荷和疊加原理以及電勢(shì)的定義式求解帶電系統(tǒng)電勢(shì)的方法.五

了解電偶極子概念，能計(jì)算電偶極子在均勻電場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng).四掌握用點(diǎn)電荷和疊加原理以及電勢(shì)的定義式求解5◆本章重點(diǎn)高斯定理和場(chǎng)強(qiáng)的環(huán)路定理；電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的概念及計(jì)算?！舯菊码y點(diǎn)電場(chǎng)的微積分計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的基本概念◆本章重點(diǎn)◆本章難點(diǎn)6物理學(xué)的第二次大綜合法拉第的電磁感應(yīng)定律：

電磁一體麥克斯韋電磁場(chǎng)統(tǒng)一理論（19世紀(jì)中葉）赫茲在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)電磁波的存在，光是電磁波.技術(shù)上的重要意義：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、無(wú)線電技術(shù)等.庫(kù)侖定律：

電荷與電荷間的相互作用（磁極與磁極間的相互作用）奧斯特的發(fā)現(xiàn)：

電流的磁效應(yīng)，安培發(fā)現(xiàn)電流與電流間的相互作用規(guī)律.物理學(xué)的第二次大綜合法拉第的電磁感應(yīng)定律：電磁一體麥克斯韋7§8-1電荷和電場(chǎng)一物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)原子核:質(zhì)子(帶正電),中子(不帶電)原子核的線度:電子:帶負(fù)電電子云:線度電中性:原子中的電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等基元電荷:§8-1電荷和電場(chǎng)一物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)原子核:質(zhì)子(帶正電8二電荷:實(shí)物粒子的一種性質(zhì),用以量度物體帶電程度的量基本性質(zhì)1

電荷有正負(fù)之分:正電荷,負(fù)電荷2

同性相斥，異性相吸.3

電荷量子化；電子電荷

密立根油滴實(shí)驗(yàn):1909年完成,十大經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)之一,排名第三二電荷:實(shí)物粒子的一種性質(zhì),用以量度物體帶電程度的量基94電荷守恒定律:在孤立系統(tǒng)或任何物理過(guò)程中,電荷的代數(shù)和保持不變.

強(qiáng)子的夸克模型具有分?jǐn)?shù)電荷（或電子電荷）但實(shí)驗(yàn)上尚未直接證明.（自然界的基本守恒定律之一,宏觀微觀均成立）電荷既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分.4電荷守恒定律:在孤立系統(tǒng)或任何物理過(guò)程中,電荷的代10SI制三點(diǎn)電荷模型四庫(kù)侖定律單位矢量，由施力電荷指向受力電荷。SI制三點(diǎn)電荷模型四庫(kù)侖定律單位矢量，由施力11（為真空電容率,真空介電常數(shù)）

令

庫(kù)侖定律庫(kù)侖力也適用于牛頓定律及其導(dǎo)出結(jié)論.

幾點(diǎn)說(shuō)明:實(shí)驗(yàn)規(guī)律,僅適用于計(jì)算兩靜止的點(diǎn)電荷間相互作用.（為真空電容率,真空介電常數(shù)）令庫(kù)侖定律12

庫(kù)侖定律精確性和適用范圍:指數(shù):適用范圍:此外,未能否定庫(kù)侖定律精確性和適用范圍:指數(shù):適用范圍:此外,13*q1和q2同性，則q1q2>0,F和r0同向。(:由施力電荷指向受力電荷。)斥力或,,*q1和q2異性，則q1q2<0,F和r0反向。引力或,,庫(kù)侖定律包含同性相斥，異性相吸這一結(jié)果:

庫(kù)侖定律*q1和q2同性，則q1q2>0,F和r014作用于某點(diǎn)電荷上總庫(kù)侖力等于其他點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)作用于該點(diǎn)電荷庫(kù)侖力的矢量和。庫(kù)侖力的疊加原理作用于某點(diǎn)電荷上總庫(kù)侖力等于其他點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)作用于該點(diǎn)電15解例8-1在氫原子內(nèi),電子和質(zhì)子的間距為.求它們之間電相互作用和萬(wàn)有引力,并比較它們的大小.（微觀領(lǐng)域中,萬(wàn)有引力比庫(kù)侖力小得多,可忽略不計(jì).）解例8-1在氫原子內(nèi),電子和質(zhì)子的間距為16五靜電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了兩靜止電荷間存在相互作用的靜電力，但其相互作用是怎樣實(shí)現(xiàn)的？電荷電場(chǎng)電荷場(chǎng)是一種特殊形態(tài)的物質(zhì),具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量,具有自己的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.實(shí)物物質(zhì)場(chǎng)五靜電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了兩靜止電荷間存在相互作用的靜電力17六電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng))電場(chǎng)中某點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度

等于位于該點(diǎn)處的單位試驗(yàn)電荷所受的力，其方向?yàn)檎姾墒芰Ψ较?（試驗(yàn)電荷為點(diǎn)電荷、且足夠小,故對(duì)原電場(chǎng)幾乎無(wú)影響）：場(chǎng)源電荷：試驗(yàn)電荷對(duì)于空間中的某一點(diǎn),為不變的矢量,與試驗(yàn)電荷無(wú)關(guān),反映電場(chǎng)的本身屬性.空間坐標(biāo)的矢量點(diǎn)函數(shù)六電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng))電場(chǎng)中某點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度18

單位

電荷在電場(chǎng)中受力

均勻電場(chǎng)的含義:大小,方向.靜電場(chǎng)對(duì)處于其中的任何帶電體都有力的作用,當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力將對(duì)帶電體作功。單位電荷在電場(chǎng)中受力均勻電場(chǎng)的含義:大小19七點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度思考：七點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度思考：20解

例8-2把一個(gè)點(diǎn)電荷（）放在電場(chǎng)中某點(diǎn)處，該電荷受到的電場(chǎng)力為，求該電荷所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度.大小方向解例8-2把一個(gè)點(diǎn)電荷（21八電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理由力的疊加原理得所受合力

點(diǎn)電荷

對(duì)的作用力故處總電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理點(diǎn)電荷系八電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理由力的疊加原理得所受合力點(diǎn)電22電荷連續(xù)分布情況電荷體密度點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度電荷連續(xù)分布情況電荷體密度點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度23電荷面密度電荷線密度電荷面密度電荷線密度24體分布面分布線分布計(jì)算方法:矢量積分化為各分量積分體分布面分布線分布計(jì)算方法:矢量積分化為各分量積分25電偶極矩（電矩）九電偶極子的電場(chǎng)強(qiáng)度電偶極子的軸討論（1）電偶極子軸線延長(zhǎng)線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度電偶極矩（電矩）九電偶極子的電場(chǎng)強(qiáng)度電偶極子的軸討26大學(xué)物理電磁波課件27

（2）電偶極子軸線的中垂線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度（2）電偶極子軸線的中垂線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度28大學(xué)物理電磁波課件29+-電偶極矩在均勻電場(chǎng)中所受力矩。力矩M的作用總是使電偶極子轉(zhuǎn)向電場(chǎng)E的方向+-電偶極矩在均勻電場(chǎng)中所受力矩。力矩M的作用總是使電偶極子30例8-3

均勻帶電細(xì)桿（q,L),求O

點(diǎn)的電場(chǎng)。已知：q

、a

、

1、

2、

。oarlqdlyxdEydEdEx解：①取電荷元③確定的大?、诖_定的方向④建立坐標(biāo)，將投影到坐標(biāo)軸上⑤選擇積分變量例8-3均勻帶電細(xì)桿（q,L),求O點(diǎn)的電場(chǎng)。已知：31討論:若方向垂直于細(xì)桿指向o點(diǎn)。oarlqdlyxdEydEdEx討論:若方向垂直于細(xì)桿指向o點(diǎn)。oarlqdlyxdEydE32則無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線的場(chǎng)強(qiáng)為:當(dāng)λ<0,E

<0,E方向垂直帶電導(dǎo)體向里當(dāng)λ>0,E

>0,E方向垂直帶電導(dǎo)體向外則無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線的場(chǎng)強(qiáng)為:當(dāng)λ<0,E<0,E方33由對(duì)稱性有解例8-4正電荷均勻分布在半徑為的圓環(huán)上.計(jì)算在環(huán)的軸線上任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度.由對(duì)稱性有解例8-4正電荷均勻分布在34討論（1）（點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度）（2）（3）討論（1）（點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度）（2）（3）35例8-5均勻帶電薄圓盤(pán)軸線上的電場(chǎng)強(qiáng)度.有一半徑為,電荷均勻分布的薄圓盤(pán),其電荷面密度為.求通過(guò)盤(pán)心且垂直盤(pán)面的軸線上任意一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度.解由前例例8-5均勻帶電薄圓盤(pán)軸線上的電場(chǎng)強(qiáng)度.有一半徑36（點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度）討論無(wú)限大均勻帶電平面的電場(chǎng)強(qiáng)度課后練習(xí):利用無(wú)限長(zhǎng)帶電直導(dǎo)線的結(jié)果求解無(wú)限大帶電平面的場(chǎng)強(qiáng).（點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度）討論無(wú)限大均勻帶電平面的電場(chǎng)強(qiáng)度課后練習(xí)37可見(jiàn)：無(wú)限大均勻帶電平板產(chǎn)生的電場(chǎng)是均勻電場(chǎng)。++++++++

--

------+

--

+

-

可見(jiàn)：無(wú)限大均勻帶電平板產(chǎn)生的電場(chǎng)是均勻電場(chǎng)。+++++++38注意:注意:39OxqL解R例8-6已知圓環(huán)半徑為R,帶電量為q，桿的電荷線密度為

，長(zhǎng)為L(zhǎng),求桿對(duì)圓環(huán)的作用力.圓環(huán)在dq

處產(chǎn)生的電場(chǎng)OxqL解R例8-6已知圓環(huán)半徑為R,帶電量為q，桿的40O補(bǔ)充練習(xí)一電量＋Q均勻地分布在一個(gè)半徑為R的金屬半圓環(huán)上，計(jì)算圓環(huán)中心o處的電場(chǎng)強(qiáng)度。O補(bǔ)充練習(xí)一電量＋Q均勻地分布在一個(gè)半徑為R的金屬半圓環(huán)41補(bǔ)充練習(xí)二設(shè)真空中有一無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電平板，電荷面密度σ（σ>0）,求p點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。（p點(diǎn)到平板距離為a）++++++++++++

+將平面分解成許多平行于z軸的無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電窄條求解。補(bǔ)充練習(xí)二設(shè)真空中有一無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電平板，電荷面密度42一電場(chǎng)線（電力線）:電場(chǎng)的圖示法1）

曲線上每一點(diǎn)切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)方向,2）通過(guò)垂直于電場(chǎng)方向單位面積電場(chǎng)線數(shù)為該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小.規(guī)定§8-2靜電場(chǎng)的高斯定理一電場(chǎng)線（電力線）:電場(chǎng)的圖示法1）曲線上每43點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線正點(diǎn)電荷+負(fù)點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線正點(diǎn)電荷+負(fù)點(diǎn)電荷44一對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線+一對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線+45一對(duì)等量正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線++一對(duì)等量正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線++46一對(duì)不等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線一對(duì)不等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線47帶電平行板電容器的電場(chǎng)線++++++++++++

帶電平行板電容器的電場(chǎng)線++++++48電場(chǎng)線特性1）始于正電荷,止于負(fù)電荷(或來(lái)自無(wú)窮遠(yuǎn),去向無(wú)窮遠(yuǎn)),不在沒(méi)有電荷的地方中斷.2）

電場(chǎng)線不相交.3）

靜電場(chǎng)電場(chǎng)線不閉合.電場(chǎng)線特性1）始于正電荷,止于負(fù)電荷(或來(lái)自無(wú)窮遠(yuǎn)49二電場(chǎng)強(qiáng)度通量(電通量,E通量)通過(guò)電場(chǎng)中某一個(gè)面的電場(chǎng)線數(shù)叫做通過(guò)這個(gè)面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量.均勻電場(chǎng)，垂直平面均勻電場(chǎng)，與平面夾角二電場(chǎng)強(qiáng)度通量(電通量,E通量)通過(guò)電場(chǎng)中某一50

非均勻電場(chǎng)強(qiáng)度電通量為封閉曲面(正方向?)非均勻電場(chǎng)強(qiáng)度電通量為封閉曲面(正方向?51閉合曲面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量例8-7如圖所示，有一個(gè)三棱柱體放置在電場(chǎng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.求通過(guò)此三棱柱體的電場(chǎng)強(qiáng)度通量.閉合曲面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量例8-7如圖52三靜電場(chǎng)的高斯定理在真空中,通過(guò)任一閉合曲面的電場(chǎng)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(wú)關(guān)，閉合曲面稱為高斯面）請(qǐng)思考：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)？三靜電場(chǎng)的高斯定理在真空中,通過(guò)任一閉合曲面的電53+點(diǎn)電荷位于球面中心高斯定理的導(dǎo)出高斯定理庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理+點(diǎn)電荷位于球面中心高斯定理的導(dǎo)出高斯庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度54+

點(diǎn)電荷在任意封閉曲面內(nèi)其中立體角+點(diǎn)電荷在任意封閉曲面內(nèi)其中立體角55點(diǎn)電荷在封閉曲面之外點(diǎn)電荷在封閉曲面之外56由多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)由多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)57高斯定理1）高斯面上的電場(chǎng)強(qiáng)度為所有內(nèi)外電荷的總電場(chǎng)強(qiáng)度.4）僅高斯面內(nèi)的電荷對(duì)高斯面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量有貢獻(xiàn),通量與面內(nèi)電荷的分布無(wú)關(guān).2）高斯面為封閉曲面.3）穿進(jìn)高斯面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量為負(fù)，穿出為正.總結(jié)高斯定理1）高斯面上的電場(chǎng)強(qiáng)度為所有內(nèi)外電荷的總電場(chǎng)強(qiáng)度.458高斯定理7）高斯定理對(duì)靜電場(chǎng)和變化電場(chǎng)均適用,庫(kù)侖定律只適用于靜電場(chǎng).庫(kù)侖定律是高斯定理的基礎(chǔ).8）高斯定理說(shuō)明靜電場(chǎng)是有源場(chǎng).5）指面內(nèi)電荷的代數(shù)和不說(shuō)明面內(nèi)無(wú)電荷,只是無(wú)凈電荷.6）只說(shuō)明高斯面內(nèi)無(wú)凈電荷,并不說(shuō)明高斯面上場(chǎng)強(qiáng)處處為零.9）高斯定理提供了一種求電場(chǎng)強(qiáng)度的簡(jiǎn)便方法.高斯定理7）高斯定理對(duì)靜電場(chǎng)和變化電場(chǎng)均適用,庫(kù)侖定律只適59在點(diǎn)電荷和的靜電場(chǎng)中，做如下的三個(gè)閉合面求通過(guò)各閉合面的電通量.討論

將從移到點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度是否變化？穿過(guò)高斯面的有否變化？*在點(diǎn)電荷和的靜電場(chǎng)中，做如下的三個(gè)閉60四高斯定理的應(yīng)用

其步驟為對(duì)稱性分析；根據(jù)對(duì)稱性選擇合適的高斯面；應(yīng)用高斯定理計(jì)算.（用高斯定理求解的靜電場(chǎng)必須具有一定的對(duì)稱性）四高斯定理的應(yīng)用其步驟為（用高斯定理求解的靜電611.均勻帶電球面的電場(chǎng)4.均勻帶電球體的電場(chǎng)3.均勻帶電無(wú)限大平面的電場(chǎng)2.均勻帶電圓柱面的電場(chǎng)5.均勻帶電球體空腔部分的電場(chǎng)1.均勻帶電球面的電場(chǎng)4.均勻帶電球體的電場(chǎng)3.62++++++++++++例8-8均勻帶電球殼的電場(chǎng)強(qiáng)度一半徑為,均勻帶電的薄球殼.求球殼內(nèi)外任意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度.解（1）（2）++++++++++++例8-8均勻帶電球殼的電場(chǎng)強(qiáng)度63EOrRR均勻帶電球體的電場(chǎng)分布Er關(guān)系曲線例8-9均勻帶電球體的電場(chǎng)。球半徑為R，體電荷密度為。rEOrRR均勻帶電球體的電場(chǎng)分布Er關(guān)系曲線例8-964+++++例8-10無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線的電場(chǎng)強(qiáng)度選取閉合的柱形高斯面無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線，單位長(zhǎng)度上的電荷，即電荷線密度為，求距直線為處的電場(chǎng)強(qiáng)度.對(duì)稱性分析：軸對(duì)稱解++例8-10無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線的電場(chǎng)強(qiáng)度選取閉合的柱形高斯65例8-11無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電圓柱面的電場(chǎng)。圓柱半徑為R，沿軸線方向單位長(zhǎng)度帶電量為。rl作與帶電圓柱同軸的圓柱形高斯面,電場(chǎng)分布也應(yīng)有柱對(duì)稱性，方向沿徑向。高為l,半徑為r（1）當(dāng)r<R時(shí)，解：（2）當(dāng)r>R時(shí)，r0EREr關(guān)系曲線例8-11無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電圓柱面的電場(chǎng)。圓柱半徑為R，沿軸66++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++例8-12無(wú)限大均勻帶電平面的電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)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(chǎng)強(qiáng)度.選取閉合的柱形高斯面對(duì)稱性分析：

垂直平面解底面積+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++67大學(xué)物理電磁波課件68討論無(wú)限大帶電平面的電場(chǎng)疊加問(wèn)題討論無(wú)限大帶電平面的電場(chǎng)疊加問(wèn)題69一靜電場(chǎng)力所做的功點(diǎn)電荷的電場(chǎng)結(jié)果:僅與的始末位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān).§8-3靜電場(chǎng)的環(huán)路定理電勢(shì)一靜電場(chǎng)力所做的功點(diǎn)電荷的電場(chǎng)結(jié)果:僅與70任意電荷的電場(chǎng)（視為點(diǎn)電荷的組合）結(jié)論：靜電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān).二靜電場(chǎng)的環(huán)路定理靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)12任意電荷的電場(chǎng)（視為點(diǎn)電荷的組合）結(jié)論：靜電場(chǎng)力做功與路71三電勢(shì)能

靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)，靜電場(chǎng)力是保守力.靜電場(chǎng)力所做的功就等于電荷電勢(shì)能增量的負(fù)值.令試驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能，在數(shù)值上就等于把它從該點(diǎn)移到零勢(shì)能處?kù)o電場(chǎng)力所作的功.三電勢(shì)能靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)，靜電場(chǎng)力是保守力.靜電場(chǎng)721)電勢(shì)能的大小是相對(duì)的，電勢(shì)能的差是絕對(duì)的.說(shuō)明:2)零點(diǎn)的選取:對(duì)于有限大小的帶電體:取無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)能零點(diǎn),也常取大地為電勢(shì)能零點(diǎn).電勢(shì)能可正可負(fù)(正負(fù)視場(chǎng)源電荷和試驗(yàn)電荷的正負(fù)而定):3)電場(chǎng)力的作用總是使原來(lái)靜止的電荷(不論正負(fù))向電勢(shì)能減小的方向運(yùn)動(dòng).4)電勢(shì)能屬于系統(tǒng).1)電勢(shì)能的大小是相對(duì)的，電勢(shì)能的差是絕對(duì)的.說(shuō)明:2)73(積分大小與無(wú)關(guān))四電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)（為參考電勢(shì)，值任選）(積分大小與無(wú)關(guān))四電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)（74令幾點(diǎn)說(shuō)明:

VA只與場(chǎng)點(diǎn)有關(guān),與試驗(yàn)電荷q0無(wú)關(guān),反映了電場(chǎng)的客觀屬性.電勢(shì)零點(diǎn)選擇方法：有限大小帶電體以無(wú)窮遠(yuǎn)為電勢(shì)零點(diǎn)，實(shí)際問(wèn)題中常選擇地球?yàn)殡妱?shì)零點(diǎn).在直流或低頻交流電路中,也常取機(jī)殼或者一個(gè)公共點(diǎn)作為零點(diǎn).

地球是一個(gè)帶負(fù)電的大導(dǎo)體,其電勢(shì)可以認(rèn)為是一恒量,據(jù)測(cè)定其數(shù)值約為-8.2*108V.其值很大,但不會(huì)影響一切有實(shí)際意義的結(jié)果.取地球?yàn)殡妱?shì)零點(diǎn)與取無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)是一致的.令幾點(diǎn)說(shuō)明:VA只與場(chǎng)點(diǎn)有關(guān),與試驗(yàn)電荷q0無(wú)關(guān),反映75AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差(電壓):

物理意義把單位正試驗(yàn)電荷從點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，靜電場(chǎng)力所作的功.單位：電勢(shì)V是標(biāo)量,但有正有負(fù),單位是伏特與電勢(shì)零點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差(電壓):物理意義把單位正76(將單位正電荷從移到電場(chǎng)力作的功.)

電勢(shì)差

電勢(shì)差是絕對(duì)的，與電勢(shì)零點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)；電勢(shì)大小是相對(duì)的，與電勢(shì)零點(diǎn)的選擇有關(guān).注意靜電場(chǎng)力的功原子物理中能量單位(將單位正電荷從移到電場(chǎng)力作的功.)電勢(shì)差77五點(diǎn)電荷的電勢(shì)令五點(diǎn)電荷的電勢(shì)令78六電勢(shì)的疊加原理點(diǎn)電荷系電荷連續(xù)分布六電勢(shì)的疊加原理點(diǎn)電荷系電荷連續(xù)分布79求電勢(shì)的方法利用若已知在積分路徑上的函數(shù)表達(dá)式，則（利用了點(diǎn)電荷電勢(shì)，這一結(jié)果已選無(wú)限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，也就是說(shuō),使用此公式的前提條件為有限大帶電體且選無(wú)限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn).）討論求電勢(shì)利用若已知在積分路徑上的函數(shù)表達(dá)式，（利用了80++++++++++++++例8-13

正電荷均勻分布在半徑為的細(xì)圓環(huán)上.求圓環(huán)軸線上距環(huán)心為處點(diǎn)的電勢(shì).++++++++++++++例8-13正電荷81討論

討論82（點(diǎn)電荷電勢(shì)）均勻帶電薄圓盤(pán)軸線上的電勢(shì)（點(diǎn)電荷電勢(shì)）均勻帶電薄圓盤(pán)軸線上的電勢(shì)83例8-14均勻帶電球殼的電勢(shì).+++++++++++真空中，有一帶電為，半徑為的帶電球殼.試求（1）球殼外兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；（2）球殼內(nèi)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；（3）球殼外任意點(diǎn)的電勢(shì)；（4）球殼內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì).（1）（2）（3）（4）例8-14均勻帶電球殼的電勢(shì).+++++++++++真空84例8-15“無(wú)限長(zhǎng)”帶電直導(dǎo)線的電勢(shì)解令能否選？例8-15“無(wú)限長(zhǎng)”帶電直導(dǎo)線的電勢(shì)解令能否選85空間電勢(shì)相等的點(diǎn)連接起來(lái)所形成的面稱為等勢(shì)面.為了描述空間電勢(shì)的分布，規(guī)定任意兩相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等.七等勢(shì)面（電勢(shì)圖示法）在靜電場(chǎng)中，電荷沿等勢(shì)面移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做功:在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度總是與等勢(shì)面垂直的，即電場(chǎng)線是和等勢(shì)面正交的曲線簇.空間電勢(shì)相等的點(diǎn)連接起來(lái)所形成的面稱為等勢(shì)面.為了86點(diǎn)電荷的等勢(shì)面