第5-6章 電學(xué)復(fù)習(xí)課

大學(xué)物理主講教師趙麗萍電學(xué)復(fù)習(xí)課第5章真空中的靜電場一.重點(diǎn)(1)

掌握電場強(qiáng)度和電勢的概念及其計(jì)算。(2)

掌握高斯定理及其應(yīng)用。二.基本概念及規(guī)律1.一條實(shí)驗(yàn)規(guī)律——庫侖定律式中

0：真空電容率或

真空介電系數(shù)②電勢2.兩個(gè)基本概念①

電場強(qiáng)度電勢差靜電場力的功電荷分布在無限大區(qū)域時(shí)：電荷分布在有限區(qū)域時(shí)：3.兩個(gè)基本定理①

靜電場的環(huán)路定理表明靜電場是保守場，靜電力是保守力。②

靜電場的高斯定理表明靜電場有源場。真空中靜電場的高斯定理有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理4.電場強(qiáng)度的三種計(jì)算方法(1)電場強(qiáng)度疊加法點(diǎn)電荷系的電場強(qiáng)度電荷連續(xù)分布的帶電體的電場強(qiáng)度步驟：選取dq并確定

的方向(2)高斯定理法步驟：②過所求場點(diǎn)P作合適的高斯面；③

求穿過高斯面的電場強(qiáng)度通量④

求高斯面包圍的電荷量的代數(shù)和⑤

應(yīng)用高斯定理求出電場強(qiáng)度。①確定電場具有高度對稱性；E(3)

電場強(qiáng)度與電勢的微分關(guān)系直角坐標(biāo)系中xyO

幾種典型電場的電場強(qiáng)度

①點(diǎn)電荷(1)應(yīng)用電場強(qiáng)度疊加法求解的典型電場②均勻帶電直線③

無限長均勻帶電直線

2

1aP

方向沿y

軸正方向。⑥

無限大均勻帶電平面④

均勻帶電圓環(huán)軸線上⑤

均勻帶電圓盤軸線上⑦均勻帶電平行平板間

r①

均勻帶電球面（r>R）(2)應(yīng)用高斯定理法求解的典型電場（r<R）②

均勻帶電球體

（r<R）

（r>R）均勻帶電球面的電場分布均勻帶電球體的電場分布

（r<R）（r>R）③無限長均勻帶電圓柱面④無限長均勻帶電圓柱體（r<R）（r>R）r無限長均勻帶電圓柱面的電場分布無限長均勻帶電圓柱體的電場分布

(3)應(yīng)用電場強(qiáng)度與電勢的微分關(guān)系求解的典型電場

①均勻帶電圓環(huán)軸線上②

電偶極子的電場⑥無限大均勻帶正電平面

5.電勢的兩種計(jì)算方法(2)已知電場強(qiáng)度求電勢（定義式法）(1)

電勢疊加法點(diǎn)電荷系電場中的電勢電荷連續(xù)分布電場中的電勢注意：如果積分各區(qū)間場強(qiáng)分布不同，應(yīng)分段積分。

幾種典型電場的電勢①點(diǎn)電荷電場中的電勢②

均勻帶電球面（r>R）（r<R）③

均勻帶電圓環(huán)軸線上的電勢④

均勻帶電圓盤軸線上的電勢

導(dǎo)體表面處的電場強(qiáng)度處處垂直于導(dǎo)體表面。第6章靜電場中的導(dǎo)體與電介質(zhì)一.重點(diǎn)(1)

掌握導(dǎo)體的靜電平衡條件及該條件下導(dǎo)體的性質(zhì)。(2)掌握有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理及其應(yīng)用。(3)理解電容的定義，掌握電容器電容的計(jì)算方法。(4)

能計(jì)算簡單情況下的靜電場能量。1.靜電場中的導(dǎo)體二.基本概念及規(guī)律(1)

靜電平衡條件：導(dǎo)體是等勢體，其表面是等勢面。導(dǎo)體內(nèi)部任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零。(2)

靜電平衡性質(zhì)：(2)靜電平衡時(shí)電荷的分布

(3)導(dǎo)體表面附近的電場強(qiáng)度++++++++++電荷只分布在導(dǎo)體表面上。①帶電實(shí)心導(dǎo)體②帶電空腔導(dǎo)體電荷分布在外表面，內(nèi)表面無電荷。且空腔內(nèi)電場強(qiáng)度處處為零。

空腔內(nèi)無電荷++++++++++空腔++++++++++

+qQ

空腔內(nèi)有電荷+q

空腔內(nèi)表面有感應(yīng)電荷-q，外表面有感應(yīng)電荷+q。+q-q2.靜電場中的電介質(zhì)(2)電極化強(qiáng)度(1)

電介質(zhì)中的合場強(qiáng)(4)有導(dǎo)體存在時(shí)靜電場強(qiáng)及電勢的計(jì)算電荷守恒定律靜電平衡條件確定電荷的

重新分布

與的關(guān)系(4)(3)與的關(guān)系3.有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理求解電場強(qiáng)度步驟：

分析電場分布的對稱性。

確定高斯面內(nèi)包圍的自由電荷量

qi

=

？

應(yīng)用有介質(zhì)時(shí)的高斯定理求

D。

選擇合適的高斯面，求電位移通量

=？

由

D=

E

求E電位移與電場強(qiáng)度的關(guān)系

計(jì)算步驟：(1)設(shè)兩極板分別帶電

Q（或

）；

(3)求兩極板間的電勢差U；(4)由C=Q/U求C。(2)求兩極板間的電場強(qiáng)度；4.電容器的電容

(1)

電容器的串聯(lián)5.電容器的并聯(lián)和串聯(lián)(2)

電容器的并聯(lián)＋C1C2-q+q+