2020年高中物理竞赛-电磁学篇C—12电势：电荷在外电场中的静电势能(共15张PPT)

2020高中物理竞赛 电磁学篇C §12-5电荷在外电场中的静电势能 一、定义：电荷在静电场中的势能称为静电势能。 二、点电荷的电势能 因为静电场中任意点的电势等于单位正电荷在该点的电势能。 所以电荷q在外电场中任意一点的电势能就是 例：电子与原子核的距离为r，电子带电为-e，原子核带电量为Ze。求电子在原子核的电场中的电势能。 解：以无穷远为电势的零点，在原子核的电场中，电子所在处的电势为 电子在原子核电场中的电势能 §12-6电荷系的静电能 一、定义：将各电荷从现有位置彼此分散到无穷远处时，它们之间的静电力所做的功，定义为点电荷系在原有状态的静电能。 二、点电荷系的静电能 两个点电荷q1和q2的互能。另q1不动，移动q2所做的功 则当q1和q2相距r时它们势能为 合并两式有： 同理可以三个点电荷相互作用能 由n个点电荷组成的点电荷系相互作用能 二、孤立带电体的静电能 定义：设想把该带电体分割成无限多的电荷元，这些电荷元的静电场能的和就是该带电体的静电能。 积分号下限q表示积分范围遍及带电体上所有电荷 例一均匀带电球面，半径为R，总电量为Q，求这一带电系统的静电能 解：带电球面的电势为 所以电势能为 §12-7 静电场的能量 一、均匀带电橡皮气球的静电能： 二、球半径增加 dR,能量减少量： 三、原来储存在dR球壳内的能量： 四、电场能量密度： 五、一个带电系统的总能量： 例：在真空中一个均匀带电球体，半径为R，总电量为q，求此带电系统的静电能量 解：由公式可得 R r dr 根据球形带电体的场强分布公式 R r dr 谢谢观看！ $$