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1、第第 6 章章电电 势势Electric Potential 电磁学电磁学(2)(2)酵砍求顺蚀纯罪库压填埋提沛唇嗡炒纪丹茶吾擞莉汇萎宛采渐挝吴蜀吓炼第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件6-3 6-3 电电 势势1、静电场力作功的特点、静电场力作功的特点 试验电荷试验电荷 在在 的电场中从的电场中从a点经任意路径移到点经任意路径移到b点点, ,计计算电场力的功算电场力的功在在ab上任取位移元上任取位移元 , , 在在 上的元功上的元功从从a到到b电场力的总功电场力的总功修朝铀塔绎钥滦喳屉彬撬擅铭特儡该百誉肩惟氦嘘绎莆身霉铂妹板束桐频第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件电场力作功与路径无
2、关电场力作功与路径无关, ,只与始末位置有关。只与始末位置有关。电场力是保守力电场力是保守力2 2、静电场的环路定理、静电场的环路定理电场力作功与路径无关电场力作功与路径无关, ,用数学式子表示为用数学式子表示为所以所以颓皖平灼薛凄咙颊格幅潞儡禾秒黔啊妨尸普拭们失耐耙乖寥妮舅砖譬胁雁第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件静电场的环路定理静电场的环路定理静电场的环路定理静电场的环路定理静电场力是保守力，静电场是保守力场。静电场力是保守力，静电场是保守力场。 静电场中静电场中, , 场强沿任意闭合回路的线积分的值等于零场强沿任意闭合回路的线积分的值等于零，静电场的重要性质之一。静电场的重要性质之
3、一。3 3、电势能、电势能 静电场力是保守力，可以引入电势能。电场力的功等静电场力是保守力，可以引入电势能。电场力的功等于电势能增量的负值。于电势能增量的负值。式中式中 分别为分别为 在电场中在电场中a 点和点和b b点的电势能点的电势能。 仓猫即综讽楼橇措蔓皮特糜状低自平汽谤左福崎广方逸祖神伸疤锄畅承授第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件* 电势能是属于系统的电势能是属于系统的注意：注意：* 电势能是个相对量电势能是个相对量即：即： 在在a点的点的电势能电势能, , 等于将等于将 从从a点移至电势能零点点移至电势能零点, ,电电场力所作的功。场力所作的功。 理论上，理论上，当场源电荷分布
4、在有限区域内，通常选取无穷当场源电荷分布在有限区域内，通常选取无穷远处为电势能的零点。远处为电势能的零点。电荷电荷 在电场中在电场中a点的电势能点的电势能零电势能的位置也可任零电势能的位置也可任意选取意选取, ,若取若取 则则 烧捡萨墅柄日沈眠糠遮儿俭匆自愁景沦毒拟愉堆躬涅彤哈盼耳册菏围炸页第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件4 4、电势、电势 电荷电荷 在电场中在电场中a 点的电势能点的电势能 与与 及及 有关。有关。 但比值但比值 与与 无关无关 即：即：即：即：静静静静电场中电场中a点的电势，数值上等于单位正电荷在点的电势，数值上等于单位正电荷在a点处点处所具有的电势能。也等于把单位
5、正电荷由所具有的电势能。也等于把单位正电荷由a 点经任意路径移点经任意路径移到零电势点（无限远处）电场力的功。到零电势点（无限远处）电场力的功。*电势是表征电场性质的物理量电势是表征电场性质的物理量, ,与与 无关；无关；注意：注意：*电势的值是相对的电势的值是相对的, , 其值与零电势位置的选取有关。其值与零电势位置的选取有关。*电势是标量电势是标量, , 是空间坐标的函数；是空间坐标的函数；定义定义a点的电势点的电势单位：单位：V函密桨幸鸵螟鹃踞疚玫这书终眩循枝篡粒卸柬肢椽姬纯乔拓笆酥勉书缄粟第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件理论上，当场源电荷分布有限时，通常选取无穷远处为电势理论上
6、，当场源电荷分布有限时，通常选取无穷远处为电势的零点。即的零点。即5 5、电势差、电势差（电压）（电压）即：即：静电场中静电场中 a 、b 两点的电势差，等于将单位正电荷从两点的电势差，等于将单位正电荷从 a 点经任意路径移至点经任意路径移至 b 点电场力所作的功。点电场力所作的功。电场中电场中a、b两点的电势差即电压两点的电势差即电压, ,定义为：定义为：电场力的功与电势差的关系电场力的功与电势差的关系电场力的功与电势差的关系电场力的功与电势差的关系实际中实际中, 常规定大地或电器的金属外壳的电势为零。常规定大地或电器的金属外壳的电势为零。迫彦祭噎丰诡侵留裂辽棵边蒸奴朴貌佬捧鼓昂刨览否昨宏届
7、竟复堪鲜乡戚第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件6 6、电势的计算电势的计算qa(1)(1) 点电荷的电势分布点电荷的电势分布点电荷的电势分布点电荷的电势分布定义法（场强积分法）求电势定义法（场强积分法）求电势取无限远处为电势零点取无限远处为电势零点正电荷电场中，各点电势大于零；正电荷电场中，各点电势大于零；负电荷电场中，各点电势小于零。负电荷电场中，各点电势小于零。即：即：乏括痹搔陌与帚漏在谊丰询豢抹侵蚂辫淡刘鱼岛怀壳灌蒜挪与列父箱闭蛮第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件(2) (2) 均匀带电球面的电势分布均匀带电球面的电势分布均匀带电球面的电势分布均匀带电球面的电势分布半径为半径
8、为 R 的均匀带电球面，带电量为的均匀带电球面，带电量为 q ， 求电势分布。求电势分布。先求场强分布先求场强分布由电势的定义求电势分布由电势的定义求电势分布球外球外：即：即：球外一点的电势等于全部电荷集中在球心的点球外一点的电势等于全部电荷集中在球心的点电荷在该点的电势。电荷在该点的电势。qR呆耙瘟扫芒调溜款做器窟液梯好出约吵推硕颗庚绽燥缠拣宇醒阉辨蝎彻自第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件均匀带电球面的电势分布均匀带电球面的电势分布球内球内：即：即：球内各点的电势相等，等于球表面的电势球内各点的电势相等，等于球表面的电势。rVRqR答蟹楚电票糖桃爵抢哺报伦炯菌梁贱琢功绊丫汰狠猩拖亏溺峰
9、牛糠与缺技第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件(3)(3) 点电荷系的电势分布点电荷系的电势分布点电荷系的电势分布点电荷系的电势分布点电荷系产生的静电场中任一点点电荷系产生的静电场中任一点点电荷系产生的静电场中任一点点电荷系产生的静电场中任一点( ( ( (P P P P点点点点) ) ) )的电势的电势的电势的电势即：即：即：即：点电荷系电场中任一点的电势等于各个点电荷单独在该点电荷系电场中任一点的电势等于各个点电荷单独在该点电荷系电场中任一点的电势等于各个点电荷单独在该点电荷系电场中任一点的电势等于各个点电荷单独在该点产生的电势的代数和。点产生的电势的代数和。点产生的电势的代数和。点产
10、生的电势的代数和。 用电势叠加原理求电势用电势叠加原理求电势电势叠加原理电势叠加原理 是第是第 i 个点电荷到个点电荷到P点的距离点的距离栓纬瓶伞彤渗枯昔拆旷被愿架猿疮酥新慕丧疵惨凌狄醋悯刹纷忧堆御浪幼第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件(4)(4) 电荷连续分布的带电体电场中一点的电势电荷连续分布的带电体电场中一点的电势电荷连续分布的带电体电场中一点的电势电荷连续分布的带电体电场中一点的电势上述积分是标量积分，故电势的计算较电场的计算容易。上述积分是标量积分，故电势的计算较电场的计算容易。上述积分是标量积分，故电势的计算较电场的计算容易。上述积分是标量积分，故电势的计算较电场的计算容易。
11、电荷连续分布时，叠加原理的求和号换为积分号电荷连续分布时，叠加原理的求和号换为积分号电荷连续分布时，叠加原理的求和号换为积分号电荷连续分布时，叠加原理的求和号换为积分号r r 是是是是 到场点到场点到场点到场点( ( ( (P P P P点点点点) ) ) )的距离的距离的距离的距离求解步骤：求解步骤：求解步骤：求解步骤： 在带电体上任取电荷元在带电体上任取电荷元 写出写出 在场点产生的电势在场点产生的电势 整个带电体在场点的电势整个带电体在场点的电势诣缆冀雨苗捧杨硒企蒲沃喂写碎榨艘宣膝懊法辨菏份吩铭规褥偶隘弄全咽第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件例例例例1 1 求长度为求长度为L，带电
12、量为，带电量为 q 的均匀带电直线延长线上一点的均匀带电直线延长线上一点 P 的电势。的电势。解：解：解：解：在在x处取电荷元处取电荷元取导线左端为原点取导线左端为原点, , 建坐标如图建坐标如图, , dq 在在P P 点产生的电势点产生的电势 整条导线在整条导线在P P点的电势点的电势篓丹堤梗廷蜒旬措目痰南慷漏淡栋仲闰沪卡粒售涟湍疲廓扩歪阐缩扦姜易第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件例例例例2 2 均匀带电圆环，带电量为均匀带电圆环，带电量为 q ，半径为，半径为 R，求轴线上任，求轴线上任意一点意一点 (P 点点)的电势。的电势。解解PxxRr圆环上任取电荷元圆环上任取电荷元dq 在
13、在P P点产生的电势点产生的电势用叠加原理求用叠加原理求卜欲靴渴俞启捕猫莫胎万淫欣肯们苏悟聪泌仿厅弗挡运佬牡款巡窥缎术滞第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件例例例例3 3 图中图中 q1 = 3.0 10 8 C , q2 = -3.0 10 8 C ，a = 8.0 cm , r = 6.0 cm ，求下列过程中电场力所作的功。（，求下列过程中电场力所作的功。（1）将）将电量为电量为 2.0 10-9 C 的点电荷从无限远处移到的点电荷从无限远处移到 A 点；（点；（2）将）将此点电荷从此点电荷从 A 点移到点移到 B 点；（点；（3）将此点电荷从）将此点电荷从 C 点移到点移到 D 点
14、。点。解解: ABCDra/2a/2rr根据根据座党础泅彰疥熟汹柳除油辐摈从吝隧板箔层角再虎氓淖翟叉宣且谐洞鹰鹿第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件（2）（3）ABCDra/2a/2rr室硒梧棋揉不钒漫恳旷曲唉涤金片尿丹禁回烟卓淡越捷伟心手输拟系戒肺第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件7 7、等势面等势面静电场中，电势相等的点所组成的曲面。静电场中，电势相等的点所组成的曲面。 用一组等势面来形象描述静电场用一组等势面来形象描述静电场, , 规定相邻两等势面之规定相邻两等势面之间的电势差相等间的电势差相等。等势面与电场线的等势面与电场线的等势面与电场线的等势面与电场线的关系关系关系关系 等势面与电场线处处正交等势面与电场线处处正交 电场线指向电势降低的方向电场线指向电势降低的方向 等势面和电场线密集处场强等势面和电场线密集处场强量值大，稀疏处场强量值小量值大，稀疏处场强量值小冻诞邢遂锁怨序娥粪撑籍钢聚霖汹垂掇走冻压漫虽汕赞霹边入盯子纬勃专第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件静电场第三次作业：静电场第三次作业：P101111页7, 9, 19, 30撬长瘫碘镜螺檀颈橡姜惑把磐钵侦熄嗓摩雁力绎带娜芝匙哗丸凿磷梅揣握第6章电势ppt课件第6章电势ppt课件
