大学物理-8.3电场力的功 电势8.4场强与电势的关系VIP专享VIP免费

课题:§8－3电场的功电势§8－4场强与电势的关系教学目标：1、正确理解电势的概念、物理意义，掌握环路定理及其应用2、掌握电势的叠加原理及各种情况下电势的分布与计算3、掌握电场强度和电势两者之间的关系教学重点：1、正确理解电势的概念、物理意义及其分布2、正确理解环路定理及其应用3、掌握点电荷、连续分布电荷的电势分布教学难点：1、环路定理的正确理解与应用2、正确分析、计算连续分布电荷的电势教学手段：多媒体教学与讲授相结合课时安排：2课时rbab1.静电场力的功1.静电场力的功q电荷在电场中移动时，电场力要对电荷做功，说明电场具有能量。1.1点电荷电场中试验电荷q0从a点经任意路径到达b点。q0在路径上任一点附近取元位移ldrr+drlEqlFA0dddθcosdlEq0drrEq0dralEqAAbadd0Eld§8－3电场的功电势barrbao)rr(qqdrrqq11440020baEdrq01.2任意带电体系的电场中将带电体系分割为许多电荷元，根据电场的叠加性nEEEE21电场力对试验电荷q0做功为lEqAbad0lEqlEqlEqbanbabaddd02010n21AAA总功也与路径无关试验电荷在任意给定的静电场中移动时，电场力对q0做的功仅与试验电荷的电量及路径的起点和终点位置有关，而与具体路径无关。静电场是保守场，静电场力是保守力。iibiairrqq)11(4001.3静电场的环路定理安培abcdq0沿闭合路径acbda一周电场力所作的功acbadbldEqldEq000acbbdaldEqldEqldEqA000即静电场力移动电荷沿任一闭和路径所作的功为零。00q0ldE在静电场中，电场强度的环流恒为零。——静电场的环路定理静电场的两个基本性质：有源且处处无旋2.电势2.电势2.1电势能保守力的功=相应势能的减少则ab电场力的功baabldEqA0baWW0W取aaaldEqAW0EWa属于q0及系统试验电荷处于0qa点电势能aWab注意所以静电力的功=静电势能增量的负值b点电势能bW电荷分布在有限区域时，aaaldEqWV0定义电势差电场中任意两点的电势之差（电压）baVVabbaabldEldEVVVbaldEaaldEqW02.2电势电势差单位正电荷在该点所具有的电势能单位正电荷从该点到无穷远点(电势零点)电场力所作的功a、b两点的电势差等于将单位正电荷从a点移到b时，电场力所做的功。定义电势将电荷q从ab电场力的功baldEq0baabWWA)(0baVVq注意：1、电势是相对量，电势零点的选择是任意的。2、两点间的电势差与电势零点选择无关。3、电势零点的选择。当电荷分布在有限区域时，一般选无穷远处为电势零点；当电荷分布在无限区域时，应选有限参考点为电势零点；3.电势的计算3.电势的计算1.1点电荷的电势点电荷的电场1.2点电荷系的电势1.3连续分布带电体的电势q3q1r1r2Vr+rrqE3041lEVrdiiiiirqVV041rqVd410rq041q2q4r3r4Prrqrd4120rqdVd410例1半径为R的均匀带电薄圆盘轴线上的电势分布。解：以O为圆心，取半径为LL+dL的薄圆环，带电量dq=ds=•2L•dL,圆环到P点距离P点电势：OLdL22LxrrqVd410RLxLL0220d241)(2220xxRPxR例2：计算电偶极子电场中任一点的电势。rqrqVP0044式中r+与r-分别为+q和-q到P点的距离，由图可知yPx+qqre/2re/2Or+r－r解：设电偶极子如图放置，电偶极子的电场中任一点P的电势为cos2errr＋－cos2errr因此2200)cos2(cos4)cos21cos21(4eeeePrrrqrrrrqV302044cosrrPrqrVeeP由于r>>re，所以P点的电势可写为R解：由高斯定理知，电场分布为例3求一均匀带电球面的电势分布。P.ERr0Rrrqo241（1）当rR时rrEVdrq041VR...