电03.电势(2012)_78190996VIP免费

2012-9-1111第三章（ElectricPotential）电势高压带电操作2第三章电势（ElectricPotential）本章研究电场力作功的性质，给出静电场的环路定理，揭示静电场的有势性，静电场的能量。进而研究功能的问题始终是物理学所关注的问题。3§3.1静电场的环路定理§3.2电势差、电势§3.3电势叠加原理§3.4电势梯度§3.5点电荷在外电场中的电势能§3.6电荷系的静电能本章目录§3.7静电场的能量附：真空中静电场小结提纲4§3.1静电场的环路定理一.静电力作功的特点移动检验（点）电荷qo，21()120()dPPAqEl(L)(L)21()0)dPPqEl（就要研究电场力作功：(L)21())dPPEl（的特点：要搞清静电力作功的规律，（circuitaltheoremofelectrostaticfield）dlq0P1P2EL5对点电荷：)11(π4210rrq──只与P1、P2位置有关，ddlrP1P2q0dlErqLr2(L)(L)2211()()20()()dd4πPPrPPqelElr2120π4drrrrq而与L无关。6对点电荷系：21()()dPiPiEl(L))11(π4210iiiirrq21()()()dPiPiEl(L)(L)21()()dPPEl——只与P1、P2位置有关，而与L无关。对任意电荷系：也应与L无关。21()()dPPEl(L)P1P2q0dlEiriqiq2q1ri2L2012-9-1127二.环路定理（circuitaltheorem）2211()()()()ddPPPPElEl(L1)(L2)12()()dPPEl(L2)d0LEl—静电场的环路定理dLEl称为静电场的“环流”（circulation）。L1L2P2P18静电场的环路定理说明静电场为保守场，思考电场线平行但不均匀分布是否可能？E静电场的线？静电场的电场线不能闭合。93.2电势差电势一.电势差（electricpotentialdifference）定义P1对P2的电势差：21()12()dPPEl12为移动单位正电荷由P1→P2电场力作的功。21()()dPPEl由与路径无关，可引入电势差的概念。10二.电势（electricpotential）P1处电势为：01()110()dPPEl设P0为电势参考点，即0=0，21()12()dPPEl这说明P0点的不同选择，不影响电势差。则任一点0012()()12()()ddPPPPElEl∴11P0选择有任意性，习惯上如下选取电势零点。理论中：对有限电荷分布，选=0。对无限大电荷分布，选有限区域中实际中：选大地或机壳、公共线为电势零点。的某适当点为电势零点。1）点电荷01π40，rrq利用电势定义可以求得如下结果：r0q>012TV实际的高压带电操作高压带电操作.mpgr02）均匀带电球壳（壳外）（壳内）rqRq00π4π43）无限长均匀带电直线，rr00lnπ20Rrq>0qRrr00>0000r演示高压带电操作(应用等电势概念)2012-9-11313§3.3电势叠加原理(principleofsuperpositionofelectricpotential)0()()dPiPiElEE及，由得：0()()()dPiPiEl注意：电势零点P0必须是共同的。对点电荷系：0π40，iirq对连续电荷分布：0π4d0，qrq0()()dPiPiElii14教材例题给出了电偶极子电势：20π4cosrprPpre204πrper21r对比，点电荷的电势r115场强与电势的微分关系：ddElddlEl——的方向导数lElnEnnnEEe§3.4电势梯度（electricpotentialgradient）+dElEldl+dne（指向方向）Enen16数学上，若某一标量函数对某一方向有最电势梯度：gradnengradE在直角坐标中：gradijkxyzijkxyz则定义此方向上的导数为该标量函数的梯度（gradient）。大变化率（方向导数最大），17▲某些等势面：电偶极子的电场线和等势面18两个等量的正电荷的电场线和等势面2012-9-11419静电透镜的等势面201.灯丝2.阴极3.控制极4.第一阳极5.第二阳极6.第三阳极7.竖直偏转系统8.水平偏转系统9.荧光屏21[例]由偶...