2020年高中物理竞赛-电磁学篇C—11静电场：电力线和电通量(共22张PPT)

2020高中物理竞赛 电磁学篇C 研究电磁现象的有关规律及其应用的科学 　 一.电力线 表示电场方向：曲线上每一点的切向为该点的场强方向 §11-5 电力线和电通量 表示场强大小：电力线的疏密程度表示场强的大小 电力线的性质： 电力线起于正电荷(或无限远处)，终于负电荷(或无限远处)，不会形成闭合曲线 两条电力线不会相交 说明： 电场是连续分布的，分立电力线只是一种形象化的方法 §11-5电力线和电通量 §11-5电力线和电通量 　 二.电通量 电通量：通过电场中任一给定面的电力线数 均匀电场中： 平面S的法矢与场强成  角 平面S与场强垂直 则 则 §11-5电力线和电通量 非均匀电场中，对任意曲面S： 在S上任取一小面元dS 当S是一个闭合曲面时 : 对闭合曲面，自内向外为正方向 §11-5电力线和电通量 一、 高斯定理：静电场中任一闭合曲面的电通量，等于该闭合曲面所包围的电荷的代数和除以0 即 闭合曲面S称为高斯面 §11-6高斯定理 §11-6高斯定理 简证 包围点电荷q的球面, 且 q 处于球心处 推论：对以q为中心而 r不同的任意球面而言，其电通量都相等 §11-6高斯定理 包围点电荷q的任意闭合曲面S 以 q为中心作一球面S’ 通过S’的电力线都通过S 不包围点电荷q的任意闭合曲面S 穿入、穿出S的电力线数相等 §11-6 点电荷系q1、q2、…qn电场中的任意闭合曲面 对qi： 在S内 在S外 §11-6高斯定理 对连续分布的带电体 为电荷体密度，V为高斯面所围体积 讨论： 当 ，E>0，即有电力线从正电荷发出并穿出高斯面，反之则有电力线穿入高斯面并终止于负电荷 §11-6 电力线从正电荷出发到负电荷终止，是不闭合的曲线 ----静电场是“有源场” 高斯面上的场强 是总场强，它与高斯面内外电荷都有关 为高斯面内的一切电荷的代数和，即电通量只与高斯面所包围正负电荷代数和有关，与高斯面外电荷无关 §11-6 　 一般步骤: 分析电场所具有的对称性质 选择适当形状的闭合曲面为高斯面 计算通过高斯面的电通量 令电通量等于高斯面内的电荷代数和除以o，求出电场强度 §11-7利用高斯定理求静电场分布 §11-7 [例5]求均匀带正电球体内外的场强