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1、高斯定理:,高斯定理表明静电场是有源场,电荷就是静电场的源。,在真空中,静电场通过任意闭合曲面的电通量,等于面内所包围的自由电荷代数和除以真空介电常数。,点电荷系,连续分布带电体,高斯定理,用高斯定理求场强小结:,1 . 电荷对称性分析,电荷分布对称性场强分布对称性,球对称性,轴对称性 柱对称,面对称性,2. 高斯面的选择,高斯面必须通过所求的场强的点。,高斯面上各点场强大小处处相等,方向处处与该面元线平行;或者使一部分高斯面的法线与场强方向垂直;或者使一部分场强为零。,高斯面应取规则形状,球对称:同心球面,轴对称:同轴柱面,面对称:与平面垂直的圆柱面,3小结高斯定例解题步骤:,(1)分析电场
2、是否具有对称性。,(2)取合适的高斯面(封闭面), 即取在E相等的曲面上。,(3)E相等的面不构成闭合面时, 另选法线 的面,使其成为闭合面。,例1. 均匀带电球面内外的电场,球面半径为R,带电为q。,电场分布也应有球对称性,方向沿径向。,作同心且半径为r的高斯面.,1)r R时,,解:,高斯定理的应用,2)r R时,,Er 关系曲线,高斯定理的应用,例2 均匀带电球体的电场。球半径为R,带电为q。,电场分布也应有球对称性,方向沿径向。,作同心且半径为r的高斯面,解:,高斯定理的应用,1)r R时,,Er 关系曲线,高斯定理的应用,2)r R时,,习题. 一半径为R、电荷密度为的均匀带电球内挖
3、去有一半径为r的空腔,证明空腔内的电场为均匀电场.,解:,取以r为半径,o为心的高斯球面,用高斯定理:,E为均匀电场。,30,例3 均匀带电无限大平面的电场,已知 。,电场分布也应有面对称性,方向沿法向。,解:,高斯定理的应用,作轴线与平面垂直的圆柱形高斯面,底面积为S,两底面到带电平面距离相同。,圆柱形高斯面内电荷,由高斯定理得,高斯定理的应用,习题,已知无限大板电荷体密度为,厚度为d,板外:,板内:,解,选取如图的圆柱面为高斯面,求,电场场强分布,S,S,习题二,两平行的无限大平面均匀带电,面密度分别为,解:,则:,同理:,则:,例4 无限长均匀带电圆柱面的电场。圆柱半径为R,面密度为 。,作与带电圆柱同轴的圆柱形高斯面,解:电场分布也应有柱对称性,方向沿径向,高为l,半径为r,(1) r R,(2) r R,已知“无限长”均匀带电直线的电荷线密度为+,解,电场分布具有轴对称性,过P点作一个以带电直线为轴, 以l 为高的圆柱形闭合曲面S 作 为高斯面,例,距直线r 处一点P 的电场强度,求,根据高斯定理得,习题 无限长均匀带电圆柱体的电场。圆柱半径为R,体密度为 。,作与带电圆柱同轴的圆柱形高斯面,解:电场分布也应有柱对称性,方向沿径向,高为l,半径为r,(1) r R,(2) r R,