《物理等势面电场与电势梯度的关系电子教案》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理等势面电场与电势梯度的关系电子教案(17页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、1,8-5 等势面 电场与电势梯度的关系,点电荷的等势面,1. 等势面,在静电场中,电势相等的点所组成的面称为等势面。,1.1 典型等势面,电势沿电场线方向衰减,2,电偶极子的等势面,3,平行板电容器电场的等势面,4,沿等势面移动电荷,电场力不作功,即,电力线与等势面垂直。,q0在等势面上移动,E,q0,1.2 等势面与电场线的关系,S,6,静电场中电场线与等势面的关系,电场线与等势面处处正交,指向电势降低的方向.,沿等势面移动电荷,电场力不作功。,电场强处等势面较密,电场弱处等势面较稀。,7,实际问题中常常先由实验测得等势面分布,再通过电场线与等势面的关系得出电场线分布。,8,2. 场强与电
2、势的微分关系 电势梯度,2.1 电势梯度,在电场中任取两相距很近的等势面1和2,,1,U,U+dU,2,P1,P2,P3,电势分别为U和U+dU,且dU0,等势面1上P1点的单位法向矢量为,与等势面2正交于P2 点。,在等势面2任取一点P3 ,设,则,9,定义电势梯度,方向与等势面垂直,并指向电势升高的方向。,其量值为该点电势增加率的最大值。,10,电荷q从等势面1移动到等势面2,电场力作功,电场力作功等于电势能的减少量,写成矢量形式,2.2 电势梯度与电场强度的关系,(负号:电场线指向电势降低的方向),11,在直角坐标系中,12,例.计算均匀带电圆环轴线上的电场。,X,o,x,R,r,解:,P点电势,P点电场,与用叠加原理得到的结果一致。,2.3 场强与电势梯度的关系的应用,电势叠加为标量叠加,故可先算出电势,再应用场强与电势梯度的关系算出场强。,13,例2 计算均匀带电圆盘轴线上的电场。,p,O,与用叠加原理得到的结果一致。,x,解:,R,14,小结,二.电势、电势能、电势差,15,三. 电势的计算(两种基本方法),1.场强积分法(由定义求),选取零势点的原则:使场中电势分布有确定值,2. 叠加法,16,17,五.典型带电体的电势分布,3. 均匀带电圆环轴线上的电势分布:,1. 点电荷 场中的电势分布:,2. 均匀带电球面场中电势分布:,