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大学物理课件：第六章
第六章
真空中的静电场
一、基本要求
．掌握静电场的电场强度和电势的观点以及电场强度的叠加原理和电势的叠加原理。掌握电势与电场强度的积分关系。能计算一些简单问题中的电场强、面对称。
②
选用适合的高斯面（此处高斯面不能任取），原则为：过场点，使高斯面上各点的大小相等，方向与高斯面上各面元垂直，或有恒定的夹角；或许高斯面上一部分知足上述条件，其余部分或与各面元平行。

③
求出高斯面内所包围的净电荷。根据高斯定理求的大小。
④
根据场散布的对称性确定场强方向。
．静电场的环流定律
与静电场力做功与路径无关的结论是等价的，说明静电场是保守
场，静电力是保守力，能够引入电势能和电势的观点。
．电势能
电场力为保守力，能够引进有关势能，若以和分别表示试探电荷在场中点和点的电势能，则
注意：①电势能是与场源电荷所激发的电场之间的相互作用能量，属和电场系统。
②电势能为一相对量。选定电势能零点后，才能确定电荷在场中任一点的电势能的大小。比如，对带电体电荷散布为有限时，取无限远处为电势能零点，则所在处点的电势能为
电势能差与零点选择无关。
由，电场力做功等于电势能增量的负值。
．电势
电势中某点电势定义为
即静电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷放在该点处时的电势能，也等于单位正电荷从该点经过随意路径到无限远处时电场力所做的功。

电势为标量，有关于电势的零点，场中任一点的电势可正、可负。
对电势观点：
1）反应电场本身的性质，与的大小以及存在与否无关，只需产生场的电荷散布一定，电场散布就确定，电势也就有确定的散布。
2）电势为一相对量，只有选定了电势零点，场中任一点电势才有确定大小。所以中处即电势零点。
电势零点的选择应注意，在理论上合理，实用上方便（原则上可任选）。如对场源电荷散布在有限地区内时，往常选距场源电荷为无限远处为电势零点；关于无限带电体（如无限大带电平面，无限长带电直线）则选场中有限远处某点为电势零点。在一些实际问题中往常选地球（接地）或仪器外壳为电势零点。
场中随意两点间电势差与电势零点选择无关，即老是恒定的。
3）电势听从叠加原理，。
4）电势与电势能的区别。
5）电场力做功与电势差的关系为
当电势散布已知，则在电场中移动电荷，电场力所做的功可由上式方便求得，进而防止了积分。
6）电势的计算
计算电势的方法有两种：
①利用叠加原理求电势。根据点电荷的计算公式和叠加原理可求
随意带电体产生电场的电势。
点电荷场中电势散布

或
点电荷系场中电势散布
连续带电体产生场中任一点电势
②
由电势的定义直接求电势。此方法中应先求得场强散布，再由电势的定义求出的散布。
．电场强度和电势的微分关系
或
，
，
也可利用电场强度和电势的微分关系求电场
．电偶极矩
电偶极子：等量异号的两个点电荷（），当它们之间的距离比场点到二者的距离小得多时，这一带电系统称为电偶极子。
电偶极矩简称电矩，用表示，则
为连结和的直线称为电偶极子的轴线，的方向为从负电荷指向正电荷的方向，此方向也是矢量的方向。
电偶极矩是表征电偶极子的电性质的物理量。在研究电介质的极化，电磁波的发射和吸收及中性分子间的相互作用时用到电偶极子模型。
．电偶极子在平均外电场中所受的作用为与的夹角

在作用下将转向外电场的方向。当与方向一致（），，电偶极子处于稳定平衡，当与反向（），，电偶极子处于不稳定平衡。当与垂直时，（），电偶极子受最鼎力矩作用。
在非平均电场中电偶极子除受作用外，还受到一协力作用，促进电偶极子向电场较强的方向移动。
一般情况下，因电偶极子所在处范围很小，可近似地认为电偶极子所在处电场为平均，所以电偶极子受电场作用。
三****题选解
6-1
三个电量为的点电荷各放在边
长为的等边三角形的三个极点上，电荷放在三角形的重心上。为
使每个负电荷受力为零，之值应为多大？