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1、静电场高斯定理第1页，此课件共48页哦 二二 库仑定律库仑定律 真空中真空中点电荷：点电荷：抽象模型抽象模型受受 的力的力为为真空电容率真空电容率引入引入2第2页，此课件共48页哦一一 静电场静电场静电场静电场:静止电荷周围静止电荷周围 存在的电场存在的电场电电 荷荷电电 场场电电 荷荷物物 质质实物实物场场二二 电场强度电场强度1 试验电荷试验电荷 点电荷点电荷 电荷足够小电荷足够小2 电场强度电场强度场源电荷场源电荷试验电荷试验电荷3第3页，此课件共48页哦 单位单位:和和试试验电荷无关验电荷无关 电荷电荷q受电场力受电场力:定义定义:单位正试验电荷所受的电场力单位正试验电荷所受的电场力场
2、源电荷场源电荷试验电荷试验电荷4第4页，此课件共48页哦三三 点电荷电场强度点电荷电场强度+-P5第5页，此课件共48页哦四四 电场强度叠加原理电场强度叠加原理 点电荷点电荷系的电场系的电场6第6页，此课件共48页哦 电荷连续分布的电场电荷连续分布的电场电荷电荷体体密度密度+7第7页，此课件共48页哦电荷电荷面面密度密度 电荷连续分布的电场电荷连续分布的电场+8第8页，此课件共48页哦电荷电荷线线密度密度 电荷连续分布的电场电荷连续分布的电场9第9页，此课件共48页哦电偶极矩电偶极矩(电矩电矩)五五 电偶极子的电场强度电偶极子的电场强度电偶极子的轴电偶极子的轴+-10第10页，此课件共48页哦
3、（1）轴线延长线上一点的电场强度轴线延长线上一点的电场强度.+-11第11页，此课件共48页哦.+-12第12页，此课件共48页哦（2）轴线中垂线上一点的电场强度轴线中垂线上一点的电场强度.+-.13第13页，此课件共48页哦 例例1 1 正电荷正电荷q均匀分布在半径为均匀分布在半径为R的圆环上的圆环上.计算通过环心点计算通过环心点O并垂直圆环平面的轴线上任并垂直圆环平面的轴线上任一点一点P处处的电场强度的电场强度.14第14页，此课件共48页哦解解15第15页，此课件共48页哦（1）（2）（3）讨讨 论论16第16页，此课件共48页哦 例例2 有一半径为有一半径为R，电荷均匀分布的薄圆盘，电
4、荷均匀分布的薄圆盘，其电荷面密度为其电荷面密度为.求通过盘心且垂直盘面的轴求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度线上任意一点处的电场强度.17第17页，此课件共48页哦解解rdr18第18页，此课件共48页哦讨讨 论论19第19页，此课件共48页哦一一 电场线电场线(1)切线方向为电场强度方向切线方向为电场强度方向1 规定规定2 特点特点(1)始于正电荷，止于负电荷，非闭合线始于正电荷，止于负电荷，非闭合线.典型电场典型电场的电场线的电场线分布图形分布图形(2)疏密表示电场强度的大小疏密表示电场强度的大小(2)任何两条电场线不相交任何两条电场线不相交.6-2 6-2 高斯定理高斯定理
5、20第20页，此课件共48页哦二二 电场强度通量电场强度通量 通过电场中某个面的电场线数通过电场中某个面的电场线数1 定义定义2 表述表述 匀强电场匀强电场，垂直平面时垂直平面时.21第21页，此课件共48页哦二二 电场强度通量电场强度通量 通过电场中某个面的电场线数通过电场中某个面的电场线数1 定义定义2 表述表述 匀强电场匀强电场，与平面夹角与平面夹角 .22第22页，此课件共48页哦 非匀强电场，曲面非匀强电场，曲面S.23第23页，此课件共48页哦 非均匀电场，闭合曲面非均匀电场，闭合曲面S.“穿出穿出”“穿进穿进”24第24页，此课件共48页哦 例例1 三棱柱体放置在如图所示的匀强电
6、场三棱柱体放置在如图所示的匀强电场中中.求通过此三棱柱体的电场强度通量求通过此三棱柱体的电场强度通量.解解S1S225第25页，此课件共48页哦S1S226第26页，此课件共48页哦在点电荷在点电荷q的电场中，通过求电通量导出的电场中，通过求电通量导出.三三 高斯定理高斯定理1 高斯定理的导出高斯定理的导出高斯高斯定理定理库仑定律库仑定律电场强度叠加原理电场强度叠加原理27第27页，此课件共48页哦高高斯斯高斯高斯 (C.F.Gauss 1777 1855）德国数学家、天文学德国数学家、天文学家和物理学家，有家和物理学家，有“数学数学王子王子”美称，他与韦伯制成美称，他与韦伯制成了第一台有线电
7、报机和建立了第一台有线电报机和建立了地磁观测台，高斯还创立了地磁观测台，高斯还创立了电磁量的绝对单位制了电磁量的绝对单位制.第28页，此课件共48页哦 点电荷位于球面中心点电荷位于球面中心+29第29页，此课件共48页哦 点电荷在闭合曲面内点电荷在闭合曲面内+30第30页，此课件共48页哦+点电荷在闭合曲面外点电荷在闭合曲面外31第31页，此课件共48页哦 点电荷系的电场点电荷系的电场32第32页，此课件共48页哦33第33页，此课件共48页哦 在真空中静电场，穿过任一在真空中静电场，穿过任一闭合曲面闭合曲面的电场强度通量，等于该曲面所包围的所的电场强度通量，等于该曲面所包围的所有电荷的代数和
8、除以有电荷的代数和除以 .2 高斯定理高斯定理高斯面高斯面34第34页，此课件共48页哦3 高斯定理的讨论高斯定理的讨论(1)高斯面：闭合曲面高斯面：闭合曲面.(2)电场强度：电场强度：所有所有电荷的总电场强度电荷的总电场强度.(3)电通量：穿出为正，穿进为负电通量：穿出为正，穿进为负.(4)仅面仅面内内电荷对电荷对电通量电通量有贡献有贡献.(5)静电场：静电场：有源场有源场.35第35页，此课件共48页哦四四 高斯定理应用举例高斯定理应用举例 用高斯定理求电场强度的一般步骤为用高斯定理求电场强度的一般步骤为 对称性分析；对称性分析；根据对称性选择合适的高斯面；根据对称性选择合适的高斯面；应用
9、高斯定理计算应用高斯定理计算.36第36页，此课件共48页哦Q 例例2 设有设有一半径为一半径为R,均匀带电均匀带电Q 的球面的球面.求球面内外求球面内外任意点的电场强度任意点的电场强度.对称性分析：对称性分析：球对称球对称解解高斯面：高斯面：闭合球面闭合球面 (1)R37第37页，此课件共48页哦 (2)Q38第38页，此课件共48页哦 例例3 设有一无限长均匀带电直线，单位长度设有一无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为上的电荷，即电荷线密度为，求距，求距直线为直线为r 处的电场强度处的电场强度.解解+对称性分析与对称性分析与高斯面的选取高斯面的选取39第39页，此课件共48
10、页哦 例例4 设有一设有一无限大均匀带电平面，电荷面密度无限大均匀带电平面，电荷面密度为为，求距平面为，求距平面为r处某点的电场强度处某点的电场强度.解解对称性分析与对称性分析与高斯面的选取高斯面的选取40第40页，此课件共48页哦41第41页，此课件共48页哦无限大带电平面的电场叠加问题无限大带电平面的电场叠加问题42第42页，此课件共48页哦 正点电荷与负点电荷的电场线正点电荷与负点电荷的电场线 一对等量异号点电荷的电场线一对等量异号点电荷的电场线一对等量异号点电荷的电场线一对等量异号点电荷的电场线 一对不等量异号点电荷的电场线一对不等量异号点电荷的电场线 带电平行板电容器的电场线带电平行
11、板电容器的电场线 一对等量正点电荷的电场线一对等量正点电荷的电场线典型电场的电场线分布图形典型电场的电场线分布图形43第43页，此课件共48页哦+正点电荷与负点电荷的电场线正点电荷与负点电荷的电场线-44第44页，此课件共48页哦一对等量正点电荷的电场线一对等量正点电荷的电场线一对等量正点电荷的电场线一对等量正点电荷的电场线+45第45页，此课件共48页哦-+一对等量异号点电荷的电场线一对等量异号点电荷的电场线46第46页，此课件共48页哦一对不等量异号点电荷的电场线一对不等量异号点电荷的电场线-q2q47第47页，此课件共48页哦+-带电平行板电容器的电场线带电平行板电容器的电场线带电平行板电容器的电场线带电平行板电容器的电场线48第48页，此课件共48页哦