2022-2023学年高二物理竞赛课件:等势面和电势与电场强度的微分关系(共13张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:等势面和电势与电场强度的微分关系(共13张PPT)

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等势面和电势与电场强度的微分关系
等势面和电势与电场强度的微分关系
1: 等势面
电场中电势相等的点连成的面称为等势面。
等势面的特性:
(1)电场始终垂直于等势面
(2)相邻等势面的电势差相同,等势面越密
则电场越大,等势面越疏则电场越小。
(3)电场强度的方向总是指向电势降落的
方向,即沿着电力线方向,电势降低。
已知电势求场强
将单位正电荷由点A移到点B,电场力所做的功
电势的计算
1.1 点电荷的电势
如图 P点的场强为
由电势定义得
讨论
对称性
以q为球心的同一球面上的点电势相等
根据电场叠加原理场中任一点的
1.2电势叠加原理点电荷系
若场源为q1 、q2 qn的点电荷系
场强
电势
各点电荷单独存在时在该点电势的代数和,注意(电势是一个标量)
1.3 连续带电体的电势
由电势叠加原理
电势的计算方法:
1)利用点电荷的电势公式和叠加原理,这种做法要求微元离开此点的距离比较容易确定
2) 根据已知的场强分布(高斯定理), 按定义来计算,将单位电荷从此点移到无穷远处,所做的功就是电势
y
dl
R
x
o
r
x
P
例1.半径为R的均匀带电圆环轴线上的电势分布。带电量为q, p点离圆心距离为x.
而电荷元
则电荷线密度
其在p点产生的电势为

例2.半径为R的均匀带电薄圆盘轴线上的电势分布。
解:以O为圆心,取半径为L L+dL的薄圆环,
到P点距离
P点电势:
O
L
dL
p
x
R
电势的计算例题
带电dq= ds= 2 L dL
由高斯定理知,电场分布为
R
解:
例3. 求一均匀带电球壳内外的电势分布。
P
.
1.当r3.电势分布
2.当r>R 时
r
电势的计算例题
.
P
r
由高斯定理知,电场分布为
R
解:
例4. 求一均匀带电球体内外的电势分布。
P
.
1.当r3.电势分布
2.当r> R 时
r
电势的计算例题
.
P
r
例5. 求一均匀带电同心球面的电势分布。半径为R1和R2,所带电荷为q1和q2。
o
R2
R1
q1
q2



解:均匀带电球面的电势分布

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