大学物理复习纲要(下册)
第9章静电场
一、基本要求1、理解库仑定律2、掌握电场强度和电势概念3、理解静电场的高斯定理和环路定理4、熟练掌握用点电荷场强公式和叠加原理以及高斯定理求带电系统电场强度的方法5、熟练掌握用点电荷的电势公式和叠加原理以及电势的定义式来求带电系统电势的方
法6、理解静电场中的导体的静电平衡条件,能从平衡条件出发分析导体上电荷分布和电场分布。7、理解电容的定义,能计算常用电容器的电容
二、内容提要1、静电场的描述描述静点场有两个物理量。电场强度和电势。电场强度是矢量点函数,电势是标量
点函数。如果能求出带电系统的电场强度和电势分布的具体情况。这个静电场即知。
(1)电场强度
EFq0
1q点电荷的场强公式E40r2er
a
(2)电势a点电势Va0Edl(V00)
(3)
a、b两点的电势差
VabVaVb
bEdl
a
b
(4)电场力做功Wq0aEdlq0VaVb
(5)如果无穷远处电势为零,点电荷的电势公式:
qVa40r
2、表征静电场特性的定理
1真空中静电场的高斯定理:
qi
Edsi1
s
0
高斯定理表明静电场是个有源场,注意电场强度通量只与闭合曲面内的电荷有关,而闭合面上的场强和空间所有电荷有关。
(2)静电场的环路定理:Edl0l表明静电场是一种保守场,静电力是保守力,在静电场中可以引入电势的概念。
3、电场强度计算
f(1)利用点电荷的场强公式和叠加原理求
点电荷
E
140
i1
qiri2
带电体
E140
dqr2
er
(2)高斯定理求E
高斯定理只能求某些对称分布电场的电场强度,用高斯定理求电场强度关键在于做出一个合适的高斯面。
4、电势计算
电势零点
(1)用电势的定义求电势(E的分布应该比较容易求出)Vaa
Edl
(2)利用点电荷的电势公示和电势叠加原理求电势:
VP
1dq40r
5、静电场中的导体当导体处于静电平衡时,导体内部场强处处为零;导体内任意两点电势差为零。整
个导体是一个等势体,导体表面是一个等势面,导体内部没有静电荷。电荷按表面的曲
率分布在表面上。导体表面附近的场强和该处导体表面的电荷面密度有E的关系。0
6、静电场中的电介质电介质的极化
位于静电场中的电解质表面产生极化电荷,介质中的场强:EE0E
7、介质中的高斯定理
8、电容:
DdsQ0
s
DE0E0
电容的定义CQV1V2
计算电容器电容步骤:
(1)设电容器两极板带有电荷Q和r