大學物理教學資料匯編靜電場小結

1、靜電場靜電場 小結小結 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、 靜電場靜電場1 1、靜電場的性質、靜電場的性質 對電荷有力的作用對電荷有力的作用qef、靜電場是保守力場，電場力作功與路徑無關靜電場是保守力場，電場力作功與路徑無關 lle0d-靜電場的環(huán)路定理靜電場的環(huán)路定理 電勢能電勢能 電勢（標量）電勢（標量）關系關系qvwaa 電勢差與電場力作功的關系電勢差與電場力作功的關系nmnmvvqa0電場線、等勢面的性質及其與電場的關系：電場線、等勢面的性質及其與電場的關系：電場強度與等勢面處處正交。電場強度與等勢面處處正交。

2、等勢面越密處電場強度越大，反之電場強度越小。等勢面越密處電場強度越大，反之電場強度越小。沿電力線方向電勢依次降落。沿電力線方向電勢依次降落。、有源場有源場靜電場的高斯定理靜電場的高斯定理iiseqsde內01iisdqsdd自eedr0電通量的計算電通量的計算sesed對封閉曲面，電場線穿入時電通量為負，穿出時電通量為正對封閉曲面，電場線穿入時電通量為負，穿出時電通量為正表達式中各項的物理意義表達式中各項的物理意義、場強具有疊加性場強具有疊加性-電場強度的矢量疊加原理電場強度的矢量疊加原理靜靜電場具有能量電場具有能量niiee1（或積分）（或積分）vvedvedvww221電場能量密度電場能量

3、密度：22121edewe2 2、兩個基本物理量、兩個基本物理量 （1 1）電場強度電場強度 、定義式、定義式0qfe 、計算、計算庫侖定律庫侖定律 定義式定義式點電荷的場強點電荷的場強r0e rqe241場強疊加原理場強疊加原理 任意帶電體的場強任意帶電體的場強注意：在實際計算中，需要把電荷元的電場在坐標系中分注意：在實際計算中，需要把電荷元的電場在坐標系中分解后，再求和或積分。解后，再求和或積分。基基本本方方法法 用高斯定理求具有對稱性電荷分布帶電體的場強用高斯定理求具有對稱性電荷分布帶電體的場強無限大均勻帶電平面無限大均勻帶電平面無限長均勻帶電直線（圓柱面，圓柱體）無限長均勻帶電直線（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 用電場強度和電勢梯度的關系求場強用電場強度和電勢梯度的關系求場強kzvjyvixvve（2） 電勢電勢v、v的定義式的定義式0dpplev、v的計算的計算法一法一 用定義式計算（要求知道電場強度的分布）用定義式計算（要求知道電場強度的分布）法二法二 點電荷電場中的電勢點電荷電場中的電勢rqvp0 04 （或已知特殊帶電體的電勢分布）（或已知特殊帶電體的電勢分布） 電勢疊加原理電勢疊加原理niippvv1帶電體系統(tǒng)的電勢帶電體系統(tǒng)的電勢qqpprdqdvv04注意、電偶極子在電場中受到的力和力矩注意、電偶極

5、子在電場中受到的力和力矩勻強電場中：勻強電場中：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向外電場方向力矩使電偶極子最終轉向外電場方向三、導體的靜電平衡三、導體的靜電平衡2、導體靜電平衡的必要條件：導體靜電平衡的必要條件：導體內任一點的電場強度都等于零導體內任一點的電場強度都等于零1、靜電平衡狀態(tài)：導體的內部和表面都沒有電荷作任何宏靜電平衡狀態(tài)：導體的內部和表面都沒有電荷作任何宏觀定向運動的狀態(tài)觀定向運動的狀態(tài). . 3、導體靜電平衡性質：導體靜電平衡性質：2 ) 導體表面任一點導體表面任一點 場強方向垂直于表面場強方向垂直于表面1 )導體為導體為等勢體等勢體，導體表面為，導體

6、表面為等勢面等勢面3 )對實心帶電導體，對實心帶電導體，內部處處沒有凈電荷內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體的表面上布于導體的表面上. .4) )導體表面附近的導體表面附近的場強場強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, ,導體空腔內各點的場強等于零導體空腔內各點的場強等于零, ,空腔空腔的內表面上處處沒有電荷分布的內表面上處處沒有電荷分布. . 5 )對空腔導體對空腔導體 (帶電荷帶電荷q) 腔內無電荷，導體的腔內無電荷，導體的電荷只能分布在外表面。電荷只能分布在外表面

7、。 腔內有電荷腔內有電荷 q時時, 導體的內表面電荷導體的內表面電荷-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， 空腔導體外面的帶電體不會影響空腔內部的電場分布空腔導體外面的帶電體不會影響空腔內部的電場分布; 一個接地的空腔導體一個接地的空腔導體,空腔內的帶電體對空腔外的物體空腔內的帶電體對空腔外的物體不產生影響。不產生影響。0 內內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.基本基本性質方程性質方程3.電荷守恒定律電荷守恒定律iisqsde01lle0d4、有導體存在時靜電場的計算有導體存在時靜電場的計算1 1、孤立導體的孤立導體的電容電容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或金屬板對兩極板間插入電介質或金屬板對電容器電容的影響電容器電容的影響4、電容器串、并聯(lián)的特點電容器串、并聯(lián)的特點3、影響電容大小的因素影響電容大小的因素5、電容器儲能電容器儲能cqw22電荷分布電荷分布 電場強度電場強度 電勢電勢點電荷點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）無限長均勻無限長均勻帶電直線帶電直線無限長均勻帶無限長均勻帶電電 圓柱面圓柱面無限長均勻無限長均勻帶電圓柱