大學(xué)物理電勢(shì)..ppt

1、Potential energy,Potential Difference and Electric Potential 電勢(shì)能，電勢(shì)差和電勢(shì),Superposition Principle of Electric Potential 電勢(shì)的疊加原理,Electric Potential Gradient 電勢(shì)梯度,Conservativity of Electrostatic Field 靜電場(chǎng)的保守性,本次課內(nèi)容提要,1.點(diǎn)電荷的場(chǎng),在 q 的電場(chǎng)中將檢驗(yàn)電荷 q0 從 a 點(diǎn)移動(dòng)到 b 點(diǎn)，電場(chǎng)力作功為：,靜電力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作功,點(diǎn)電荷的場(chǎng),電場(chǎng)力的功只與始末位置有關(guān)，而與路徑無(wú)關(guān)，電場(chǎng)力

2、為保守力，靜電場(chǎng)為保守場(chǎng)。,2.點(diǎn)電荷系統(tǒng): q1, q2, , qn的電場(chǎng).,各項(xiàng)都與路徑無(wú)關(guān)，則總電場(chǎng)力作功與路徑無(wú)關(guān)。 靜電力為保守力，靜電場(chǎng)為保守場(chǎng)。,1.定理表述：靜電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度沿閉合路徑的線積分等于零。,只有對(duì)保守場(chǎng)，才能引入勢(shì)能的概念,電場(chǎng)力是保守力，可引入勢(shì)能的概念,電場(chǎng)力作功等于(始末兩點(diǎn)的點(diǎn)函數(shù)之差)電勢(shì)能的減少：,1.電勢(shì)能EP,*電勢(shì)能屬于電荷與電場(chǎng)所共有,選b點(diǎn)為勢(shì)能零點(diǎn)WPb=0 :,*電勢(shì)能之差有絕對(duì)意義， *電勢(shì)能只有相對(duì)意義,2.電勢(shì)能零點(diǎn)的選取,原則上可任意選取,3.電勢(shì) , 電勢(shì)差Uab,單位：伏特，V,電勢(shì)差 Uab 為電場(chǎng)力移動(dòng)單位正電荷從 a 點(diǎn)到

3、 b 點(diǎn)所作的功。,電場(chǎng)力的功等于電勢(shì)差與檢驗(yàn)電荷電量的乘積。,電勢(shì)差:,1.電勢(shì)是標(biāo)量，只有正負(fù)之分,2. 電勢(shì) 0 點(diǎn)的選取與電勢(shì)能0 點(diǎn)的選取相同,通常選無(wú)窮遠(yuǎn)為電勢(shì) 0 點(diǎn),4.電勢(shì)為電場(chǎng)力移動(dòng)單位正電荷從場(chǎng)點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)所作的功。,3.電勢(shì)總是連續(xù)變化的!,例1點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電勢(shì),(一)由定義求電勢(shì),通常用于：高度對(duì)稱的場(chǎng)（由高斯定理可方便地求出場(chǎng)強(qiáng)，或已知場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式） 。,選積分路經(jīng)沿電場(chǎng)線方向，則有：,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,例2：均勻帶電球殼半徑為 R，電量為 q，求： 球殼內(nèi)、外的電勢(shì)分布。無(wú)窮遠(yuǎn)為電勢(shì)0點(diǎn),解：球殼內(nèi)、外的場(chǎng)強(qiáng),球內(nèi)區(qū)域是一個(gè)等勢(shì)區(qū)！電勢(shì)都等于球面上的電勢(shì),I區(qū)：球

4、殼內(nèi)電勢(shì),與點(diǎn)電荷的場(chǎng)相同！,II區(qū)：球殼外電勢(shì),均勻帶電球殼,場(chǎng)強(qiáng)分布,電勢(shì)分布,在球面處場(chǎng)強(qiáng)不連續(xù)，而電勢(shì)是連續(xù)的。,電勢(shì)迭加原理：電荷系的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)為各帶電體單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生電勢(shì)的代數(shù)和,(二) 由電勢(shì)迭加原理求電勢(shì),通常用于：?jiǎn)蝹€(gè)對(duì)稱性較差的帶電體的場(chǎng) 幾個(gè)分立的帶電體的場(chǎng) 電荷連續(xù)分布，可分解成基本帶電體的場(chǎng),點(diǎn)電荷系,連續(xù)分布帶電體,將帶電體分割成無(wú)限多個(gè)電荷元,例1：在正方形四個(gè)頂點(diǎn)上各放置 +q、+q、-q、-q 四個(gè)電荷，求正方形中心 o 點(diǎn)的電勢(shì) 。,解：由,點(diǎn)電荷系電勢(shì)的計(jì)算,例2：均勻帶電圓環(huán)，半徑為 R，帶電為 q，求圓環(huán)軸線上一點(diǎn)的電勢(shì) V。,解：將圓環(huán)分割成無(wú)限多個(gè)電荷元：,環(huán)上各點(diǎn)到軸線等距。,例3: 兩個(gè)絕緣的均勻帶正電的薄球殼，半徑分別為RA ， RB ，所帶總電量分別為qA ， qB。以無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，求空間電勢(shì)分布。,Q0,Review,P1,P2,P3,無(wú)限帶電體電勢(shì) 0 點(diǎn)不宜選無(wú)窮遠(yuǎn),例：無(wú)