2020年华科附中高中物理竞赛辅导(09静电场)F电势梯度(共13张PPT)

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2020年华科附中高中物理竞赛辅导(09静电场)F电势梯度(共13张PPT)

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(共13张PPT)
2020
全国高中物理竞赛
华科附中辅导课件
(含竞赛真题练习)
一、等势面
电场中所有电势相等
的点构成的曲面叫等势面。
(可由实验测定)
第6节 电势梯度
1.定义
Electric Potential Gradient
57
(1)电场线与等势面处处正交;
(2)电场线方向指向电势降低
方向;
2. 等势面与场强的关系
(3)若相邻等势面电势差相等,
等势面密处场强大;
等势面疏处场强小。
58
在同一等势面上移动
电荷,电场力作功恒为零。
注意
二、电势梯度矢量( grad V )
设两等位面电势之差:dV
两等势面间在P1点处
的最短距离: dn
P1点处法线方向上的
单位矢量:
指向电势升高的方向
1.电势梯度
电场中某点的电势沿过该点等势面的法线
方向的空间变化率叫该点的电势梯度。
大小:
方向:与 同向
定义式:
(实际上是电势在该点的最大空间变化率)
59
定义:
2.电场强度与电势梯度的关系
根据电势差的定义, 把单位正电荷从P1移到P2
电场力所作的功为:
60
归纳
积分关系:
已知 可以求V , 已知V 可以求 。
微分关系:
电场强度与电势的关系
61
具体的做法是
直角坐标系中
例20. 求均匀带电Q,半径为R的圆环轴线上任意
一点的场强。
解: 例19已求得圆环轴线上
任意一点P的电势为
则该点的电场
方向沿x轴 !
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例20. 求均匀带电Q,半径为R的圆环轴线上任意
一点的场强。
解: 例19已求得圆环轴线上
任意一点P的电势为
例21.由电偶极子的电势公式,求其电场的分布。
解: 例17已求得电偶极子电场中的电势为
例21.由电偶极子的电势公式,求其电场的分布。
解: 例17已求得电偶极子电场中的电势为
如图取极坐标系,
则电场强度为
其中
中垂线上一点的场强
延长线上一点的场强
63
决定于V 在该点的空间变化率,
而与该点V 值大小无关。
(2)电场强度 的又一单位:V/m
= N/C
(3)求 的三种方法
点电荷电场叠加
用高斯定理求对称场
电势梯度法
(1)
64
小结

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