09华中科技大学大学物理静电场0903.ppt

2. 电偶极子处在均匀电场中
+
q
-
q
已知:电场为,偶极子的电荷为q。
受力
第4节静电场的环路定理
一. 静电场对带电体的作用力
1. 点电荷(系) 处在外电场中
一个q 受到电场力:
( 为q 所在点的场强)
每个点电荷受力:
点电荷系受的合力:
1
相对o点的力矩:
即:
效果:使电偶极矩转向电场方向
受力
3. 连续分布的带电体在外电场中受力
带电体受合力:
方向?
+
q
-
q
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例1. 已知一点电荷q,与一均匀带电Q的细棒相距L。
求其相互作用力。
解:
a. 电荷对细棒的作用
取电荷元:
其所在处的电场:
Q棒受力:
.
Q
L
L
q
方向水平向右
b. 细棒对电荷的作用
点电荷q处的电场:
q受力:
r
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二. 静电场力的功
1. 单个点电荷产生的电场中:
将电荷q0从电场的a点移动到b点 A=?
a
.
b
.
c
在任意点c,位移、受力
=Fdr
q
单个点电荷产生的电场中,电场力作功与路径无关。
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2. 点电荷系产生的电场中
任意点c处的电场为:
每一项都与路径无关
结论:
(1) 电场力作功与路径无关,静电场力是
保守力,静电场是保守力场。
(2) 作功A与q0的大小成正比,
移动单位正电荷作功:
电场强度的线积分
a
.
b
.
c
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由静电场的保守性:
三. 静电场的环路定理
在任意电场中,将q0
从a b
经L1
经L2
电场力作功:
静电场的环流
a
.
b
.
L1
若q0沿任意闭合路径运动一周,
L2
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静电场环路定理:
若一矢量场的任意环路积分始终为0,则称该矢量场为无旋场。
静电场两个基本性质:
高斯定理:
———有源场
环路定理:
———无旋场
或:沿闭合路径移动单位正
电荷,电场力作功为0。
注
在静电场中,场强沿任意闭合路径的线积分等于零。
或环流定理。
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第5节、电势差和电势
一. 电势差、电势
设在静电场中,点电荷经任意路径从a 点到达b 点,电场力做功为:
定义:静电场力做的功等于静电势能的减少量:
复****保守力做功与路径无关势能。
类似,静电场的保守性,即存在一个由电场中各
点的位置所决定的标量函数电势能。
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电场在该点的电势
显然,场强总是从电势高处指向电势低处。
即:将单位正电荷从ab电场力作的功为静电场中a、b两点的电势差。
与路径无关
若:a、b两点的电势分别为Va、Vb,则两点间的电势差为:
是由场点的位置确定的标量函数。
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电势的定义:
当电荷只分布在有限区域时,零点通常选在无穷远处。
电场中任意点P的电势为:将单位正电荷从P点沿任意路径移到电势为零的点时,静电力所做的功。
但任意点的电势值是相对电势零点的。
电势差和电势的单位相同:伏特(V)或焦耳/库仑(J/C )
静电场中,任意两点间的电势差是确定的。
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