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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,同学们好,！,1,(15-15)例、,图中曲线表示一种轴对称静电场的场强大小E的分布，r表示离对称轴的距离，这是由,：,产生的电场,【半径为R的无限长均匀带电圆柱面,】,场强公式、高斯定律,0,(,(r,R),r,r,R),E,=,2pe,0,r,2,(15-23)例、,图示一厚度为d的“无限大”均匀带电平板，电荷体密度为,。试求板内外的场强分布，并画出场强随坐标x变化的曲线，即E-x图线（设原点在带电平板的中央平面上。Ox轴垂直与平板）。,高斯定律,解：,由电荷分布的对称性可知在中心平面两侧离中心平面相同距离处场强均沿X轴，大小相等而方向相反。,3,在板内作底面为S的高斯柱面S,1,（左图中厚度放大了），两底面距离中心平面均为IxI,由高斯定律得：,在板外作底面为S的高斯柱面S,2,，两底面距离中心平面均为IxI,由高斯定律得：,4,在板外作底面为S的高斯柱面S,2,，两底面距离中心平面均为IxI,由高斯定律得：,5,1 静电场力所做的功,结果:,仅与,的,始末,位置,有关,，与路径无关.,6,2.电势差,由,得,定义电势差,得,即静电场中,a,、,b,两点的电势差等于将单位正电荷由,a,点经任意路径移至,b,点电场力的功,.,移送电荷,q,电场力的功,7,3 等势面,空间,电势相等的点,连接起来所形成的面称为等势面.为了描述空间电势的分布，规定任意两,相邻,等势面间的,电势差相等,.,在静电场中电荷沿等势面移动时，电场力做功,8,4,.电势的计算（两种基本方法）,场强积分法（由定义求）,1,确定 分布,2,选零势点和便于计算的积分路径,3,由电势定义,9,叠加法,1,将带电体划分为电荷元,3,由叠加原理,：,2,选零势点，写出 在场点的电势,10,2.,叠加法,1,将带电体划分为电荷元,3,由叠加原理,：,2,选零势点，写出 在场点的电势,例四,求均匀带电圆环轴线上的电势分布,在圆环上取点电荷 ,令,解：,11,可进一步由电势分布求电场强度分布,12,例五,求均匀带电球壳腔内任意点电势,已知：,求：,解：,将带电球壳视为许多均匀带,电球面的集合，,取半径 ，厚 的球壳为电荷元：,令,在腔内产生的电势：,，,即：腔内各点等势,由,叠加原理：,13,由叠加原理：,带电球面的电势分布：,球面内：,球面外：,1,2,3,例六,已知：,求：,14,6-4 静电场中的导体和电介质,预习要点,领会导体静电平衡条件的场强表述和电势表述,.,带电导体静电平衡时的电荷分布规律是怎样的,?,带电导体表面外附近的场强分布特点如何,?,什么是尖端放电现象,?,什么是静电屏蔽,?,领会其原理,.,注意电介质的极化现象及其对场强分布的影响,.,15,一,导体的静电平衡条件,导体内有大量的自由电荷，在电场的作用下，导体表面上正、负电荷相对聚集，出现感应电荷的现象叫,静电感应现象,.,导体上任何部分无,宏观,电荷的,定向,移动的状态，称为导体,静电平衡状态,.,1)导体内部任意一点的场强为零.,1.,静电平衡条件的场强表述,2)导体表面附近的场强处处与表面垂直.,导体内电场强度 =外电场强度 +感应电荷电场强度,16,导体表面是等势面,导体内部电势相等,2.,静电平衡条件条件的电势表述,对于带电体和空腔导体，导体的静电平衡条件也适用.,处于静电平衡的导体是等势体，其表面是等势面.,17,二 带电导体表面附近的场强及其电荷分布,带电导体电荷分布在导体外表面上,内部无静电荷,.,为表面某处电荷面密度，用高斯定理可以证明该处表面外附近点的场强,导体表面外附近空间的电场强度与该处导体电荷面密度成正比,.,带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生电离而产生放电现象，即,尖端放电,.,18,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,为表面电荷面密度,作钱币形高斯面,S,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,19,三 静电屏蔽,1 屏蔽外电场,外电场线不能进入空腔导体，空腔导体可以,屏蔽外电场,使空腔内物体不受外电场影响.,接地,空腔导体,接地,空腔导体将使外部空间不受空腔内的电场影响.,2 屏蔽腔内电场,一个,接地的空腔导体,可以隔离内外静电场的影响，这称为,静电屏蔽,.,3 静电屏蔽的应用,20,四 电介质的极化,1.,无极,分子电介质:分子正、负电荷中心,重合的,电介质.,2.,有极,分子电介质:分子正、负电荷中心,不重合,的电介质.,3.,位移极化：,正负电荷中心拉开，形成电偶极子.,4.,转向极化：,电偶极子在外场作用下发生转向.,21,介质内电场强度,外电场强度,极化电荷电场强度,电介质极化的过程，就是使分子偶极子的极矩增大或有一定的取向的过程.,为电介质的相对介电常数,22,*五 电位移矢量 介质中的高斯定理,电位移矢量,在均匀各向同性介质中,+,-,+,-,有介质,时的,高斯,定理,定义:,绝对介电常数,均匀介质,23,例一,相距很近的平行导体板 ，分别带电,求电荷分布。,解：设平板面积为,由电荷守恒：,(1),(2),由静电平衡条件：,(3),(4),24,由,(1)、(2)、(3)、(4),解得：,即：相背面,等大同号，,相对面,等大异号。,25,16-5,例二,内半径为,的导体球壳原来不带电，在腔内离球心距离为,处，固定一电量,的点电荷，用导线将球壳接地后再撤去地线，求球心处电势.,解：,1,画出未接地前的电荷分布图.,腔内壁非均匀分布的负电荷对外效应等效于：,在与 同位置处置 。,26,2,外壳接地后电荷分布如何变化？,3,由叠加法求球心处电势,内壁电荷分布不变,27,例三,实验表明，在靠近地面处有相当强的电场，电场强度 垂直于地面向下，大小约为 ；在离地面 高的地方，也是垂直于地面向下的，大小约为,2 5 N/C,。,1,试计算从地面到此高度大气中电荷的平均体密度.,2,假设地球表面处的电场强度完全是由均匀分布在,地表面的电荷产生，求地面上的电荷面密度。,解：,地球球对称，,离地面不远处(,h,R,)面对称,可以用高斯定理求解，,如何选择高斯面？,km,5,1,.,E,r,C,N,100,/,E,r,28,1,作底面平行于地面，高,h=1500m,的,直圆柱为高斯面.,由高斯定理,：,29,2,作高斯面如图,由高斯定理：,导体内,地面,30,P,92,2,13,22,预祝各位同学,中秋节,、国庆节,开心快乐！,31,
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