高二物理競賽第六章真空中的靜電場課件

第六章真空中的靜電場§6.1庫侖定律§6.3電通量高斯定理§6.4

靜電場的環(huán)路定理和電勢§6.5

等勢面§6.2電場強度

在電場中描繪一系列的曲線，使曲線上每一點的切線方向都與該點處場強的方向一致，這些曲線稱為電場線。使穿過垂直于場強方向的面元的電場線條數(shù)與該面元的比值（即電場線密度），與該面元上的場強大小成正比。

電場線的疏密程度表示場強大小的分布，其上任一點的切線方向就是該點處的場強方向。一電場線(electricfieldline)（電場的圖示法）§6.3電通量高斯定理電場線特性.

１.電場線起始于正電荷（或無限遠處），終止于負電荷（或無限遠處），不會在沒有電荷處中斷；2.在沒有點電荷的空間，任何兩條電場線不會相交；3.電場線不形成閉合曲線。點電荷的電場線正點電荷+負點電荷一對等量異號點電荷的電場線+一對等量正點電荷的電場線++一對不等量異號點電荷的電場線帶電平行板電容器的電場線++++++++++++

二電場強度通量(electricflux)

通過電場中某一個面的電場線數(shù)叫做通過這個面的電場強度通量.

均勻電場，垂直平面

均勻電場，與平面夾角非均勻電場強度電通量

為封閉曲面閉合曲面的電場強度通量規(guī)定規(guī)定閉合曲面法線方向向外為正！

即如電場線從閉合曲面內向外穿出，則電通量為正；反之，電通量為負.

例如圖所示，有一個三棱柱體放置在電場強度的勻強電場中.求通過此三棱柱體的電場強度通量.電場線穿入電場線穿出S解三高斯定理

在真空中,通過任一閉合曲面的電場強度通量,等于該曲面所包圍的所有電荷的代數(shù)和除以.（與面外電荷無關，閉合曲面稱為高斯面）

1）高斯面上的與那些電荷有關？2）哪些電荷對閉合曲面的有貢獻？

(GaussLaw)表述思考+點電荷位于球面中心高斯定理的導出高斯定理庫侖定律電場強度疊加原理+點電荷在任意封閉曲面內由于電場線的連續(xù)性，可以看出通過閉合曲面S’和球面S的電場線數(shù)目相同點電荷在封閉曲面之外由多個點電荷產生的電場高斯定理1）高斯面上的電場強度為所有內外電荷的總電場強度.總結：4）僅高斯面內的電荷對高斯面的電場強度通量有貢獻.2）高斯面為封閉曲面.5）靜電場是有源場.3）穿進高斯面的電場強度通量為負，穿出為正.

例在點電荷和的靜電場中，做如下的三個閉合面求通過各閉合面的電通量.討論

將從移到點電場強度是否變化？穿過高斯面的有變化？四高斯定理的應用1.對稱性分析；2.根據(jù)對稱性選擇合適的高斯面；3.應用高斯定理計算.（用高斯定理求解的靜電場必須具有一定的對稱性）解題步驟為1.若在S面上各點場強大小E相等,++++++++++++

例1.均勻帶電球面的電場強度

一半徑為,均勻帶電為的球面.求球面內外任意點電場強度.解（1）（2）+++++例2無限長均勻帶電直線的電場強度選取閉合的柱型高斯面

無限長均勻帶電直線，單位長度上的電荷，即電荷線密度為，求距直線為處的電場強度.對稱性分析：軸對稱解+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++例3無限大均勻帶電平面的電場強度

無限大均勻帶電平面，單位面積上的電荷，即電荷面密度為,求距平面為處的電場強度.選取閉合的柱型高斯面對稱性分析：

垂直平面解+++++++++++++++++++++++++++++++++