静电场场图绘图基本法则PPT(21张)
2024全新高中物理《静电场》ppt课件
在静电平衡状态下,导体表面电荷分布是不均匀 的,电荷密度与表面曲率有关,曲率越大的地方 电荷密度越大。
绝缘体在静电场中表现
01
不导电性
绝缘体内部几乎没有自由电子,因此在静电场作用下,不会像导体那样
出现明显的电荷重新分布。
02 03
极化现象
虽然绝缘体内部没有自由电子,但在强电场作用下,其内部的束缚电荷 可能会发生微小位移,导致绝缘体两端出现微弱的异种电荷,这种现象 称为极化。
击穿现象
当静电场强度超过一定限度时,绝缘体会被击穿,变成导体,此时会出 现明显的电流和电荷重新分布。
导体和绝缘体之间相互作用
静电感应起电
当一个带电体靠近一个中性导体时, 由于静电感应现象,导体会出现异种 电荷,这种现象称为静电感应起电。
接触起电
静电屏蔽
在某些情况下,绝缘体可以起到静电 屏蔽的作用。例如,将一个带电体放 入一个空腔的绝缘体内部,外部将不 会受到内部带电体的影响。
当两个不同电势的导体相互接触时, 会发生电荷转移,使得两个导体达到 相同的电势,这种现象称为接触起电。
接地金属物体上感应起电现象
接地金属物体的性质
接地金属物体是指与大地相连的金属物体。由于大地是一个巨大的导体,因此接地金属物体 具有与大地相同的电势。
感应起电现象
当带电体靠近接地金属物体时,由于静电感应现象,接地金属物体会出现异种电荷。此时如 果将接地金属物体与带电体接触再分离,接地金属物体就会带上与带电体相反的电荷。
静电除尘技术原理及实践应用
原理
利用高压静电场使气体电离,尘粒与负离子结合带上负电后, 趋向阳极表面放电而沉积。
实践应用
工业废气处理、空气净化等领域,可去除微小颗粒,净化效率 高。
第九章静电场-PPT精品
q1q 2 4 0r 2
rˆ1 2
★库仑定律也可表示为: F12
1
4πε0
q1q2 r123
r12
r 由施力物体指向受力物体的矢量。
12
★静电力的叠加原理:作用于某电荷上总静电力等
于其他点电荷单独存在时作用于该电荷静电力的矢 量和。
11/13/2019
二.电场 电场强度
电荷之间的相互作用力是如何产生的?
e
s
EdS 1
0
q
S内
11/13/2019
4.理解要点 ①通过闭合曲面的电通量只与闭合面内的电荷
量有关。
②闭合面上任一点的电场强度是空间所有电 荷激发的。
③高斯定理反映静电场为有源无旋场。
④当电荷分布具有对称性时,可以用高斯定理 求场强分布。
11/13/2019
5.典型例题
e
★带电体在电场中移动,电场力将对其做功 ★电场中的导体和电介质受电场作用而产生
静电感应和极化现象
2.电场强度 ——从力的角度描述电场
①试验电荷q0★带正电、电荷充分小 ★线度足够小11/13/2019
②电场强度定义:
Q:场源电荷
★实验结果
q 0:试验电荷
同一F 点 q: 0,qF 0不变 Q
n b
a(L)q0Ei dl i1
q i qn1 qn
结论:静电场力做功只与始末位置有关,与路径无 关,静电场力为保守力,静电场为保守场。
两种观点
直接作用观点
电荷 1
电荷 2
间接作用观点 即场的观点
电荷 1
电场 电场
电荷 2
1.电场:电荷周围空间具有特殊形态和物理性 质的物质。
第五章静电场
?
5.2 高斯定理
第五章静电场
高斯定理的导出
库仑定律 电场强度叠加原理
高斯 定理
点电荷位于球面中心
E
q 4π 0r
2
r
+
dS
q Φe E dS dS 2 S S 4 π r 0
Φe
q
0
5.2 高斯定理
第五章静电场
点电荷在任意封闭曲面内
en
E2
E1
5.2 高斯定理
第五章静电场
5.2 高斯定理
第五章静电场
解
Φe Φe前 Φe后
y
Φe左 Φe右 Φe下
Φe前 Φe后 Φe下
s E dS 0
P
en
N
M
o
en
en
E
R
z
Q
x
Φe左 E dS ES 左 cos π ES 左 s左 Φe右 E dS ES 右 cos ES 左 s右 Φe Φe前 Φe后 Φe左 Φe右 Φe下 0
第五章静电场
讨论
点
将 q2 从 A 移到
P 电场强度是否变化? 穿过高斯面 的Φ e 有否变化?
B q A P 2 *
q2 B
s
s
q1
在点电荷 q 和 q 的静电场中,做如下的三 个闭合面 S1 , S 2 , S3 , 求通过各闭合面的电通量 .
q Φe1 E dS
q1
q2
E
dS
Φe
S
E dS
i
S
Ei dS
静电场PPT课件
-
8
-
9
-
10
-
11
方向性
矢量
标量
确定性
唯一确定
不唯一,与零电势点 选择有关
共同点 取决于电场本身,与是否放入电Байду номын сангаас无关
注意联:系场 但强是的场大强小的与大沿电小场势与强的电方高势向低差电无存势直在降接一落的定最关的快系关;系
-
5
-
6
-
7
电场线的作用
• 判断场强的大小与方向 • 判断电荷在电场的受力方向 • 判断电势的高低 • 判断在电场中移动电荷做功的正负 • 判断电荷电势能的大小 • 解释静电感应现象
-
3
3、E
F q
,和
E
k
Q r2
的区别:
适用范围
电荷的意义
EF q Q
E k r2
定义式,适用于 q是检验电荷,
一切电场
E与q无关
仅对点电荷的 电场适用
Q是场源电荷, E与Q成正比
E U d
仅对匀强电场 适用
-
d为沿电场线 方向的距离
4
场强与电势的关系
场强
电势
物理意义
描述电场力的性 质
描述电场能的性质
• 表示大小: – 为了确定电场中某点的电势的高低,先规定一个零电 势点,比零电势高的为正,低的为负,这时正负号表 示高低了。
• 表示某种关系:(不表示大小) – 如电势差UAB的正负,反映了A、B两点的电势高低的关 系。 – 如电场力做功与电势能变化关系:WAB=-ΔεAB
• 表示性质:如正负电荷
向
也最
密快
电场能的性质
电势差:U AB
静电场场图绘图基本法则
静电场场图绘图基本法则静电场场图是描述静电场分布的一种图形化方法,通过用矢量箭头表示场的方向和大小,直观地展示了电场的强弱和方向变化。
静电场场图的绘制需要遵循一定的基本法则,以确保准确地表达电场的信息。
1. 选择合适的坐标系绘制静电场场图之前,首先需要选择一个合适的坐标系来描述场的分布情况。
通常情况下,选择直角坐标系是最常见的做法,其中x、y、z坐标轴分别表示空间中的水平、垂直和竖直方向。
2. 根据电场强度确定矢量箭头长度电场强度的大小可以通过矢量箭头的长度来表示。
根据定义,电场强度的大小是与矢量箭头的长度成正比的。
例如,可以选择一个标准长度,使得1单位电场强度对应于该长度。
然后,根据电场强度的大小,可以调整矢量箭头的长度,使其比例符合实际情况。
3. 确定矢量箭头的方向矢量箭头的方向表示了电场的方向。
根据静电场的基本性质,正电荷产生的电场是由外向内指向该电荷的,而负电荷产生的电场是由内向外指向该电荷的。
因此,在绘制矢量箭头时,应根据电荷的正负确定矢量箭头的方向。
例如,对于正电荷,应将矢量箭头指向电荷的位置;对于负电荷,应将矢量箭头指向远离电荷的方向。
4. 绘制电场等势线除了矢量箭头外,静电场场图还可以用等势线表示电场的分布情况。
等势线是指连接具有相同电势的点的曲线。
在绘制等势线时,应注意以下几点:•等势线应平行于电场线,即与矢量箭头的方向垂直。
•等势线的间距表示电势的变化率。
相邻等势线的间距越小,电场的变化越剧烈。
•等势线可以通过电势差的计算来确定。
根据定义,电势差等于电场强度的积分。
因此,可以根据两个点之间的电场强度和距离来确定等势线的位置。
5. 标注关键信息在绘制静电场场图时,应标注关键信息,以便更好地理解电场的分布情况。
例如,可以标注电荷的位置和电荷的正负。
此外,还可以标注等势线上的电势值,以便更直观地了解电场的强弱变化。
6. 使用适当的工具进行绘制为了能够准确地绘制静电场场图,可以使用一些适当的工具。
大学物理教学ppt02静电场
(2)电力线各点的切线方向是场强方向,也就是正电荷受力方向, 或者说是加速度方向,而不是速度方向,因而电力线不是电荷运 动的路径。
例 一个带正电荷的质点,在电场力作用下从A点经C点运 动到B点,其运动轨迹如图所示.已知质点运动的速率是递 增的,下面关于C点场强方向的四个图示中正确的是:
Ⅰ
Ⅱ Ⅲ
解:由上题已知:
无限大带正电平面:E
场强分布如图(红色)
2 0
无限大带负电平面:E
场强分布如图(兰色)
2 0
由场强迭加原理:
Ⅰ区、 Ⅲ 区:EⅠ=EⅢ=0
Ⅱ区: E E
E
2020/1/14
求:E p ?
解:dE
4
xdq (x2
r )2
3 2
0
R
dr
dE方向沿
x
轴方向
r x Px
o
dq dS 2rdr
各圆环在P点的
场强方向相同
R xrdr
讨
论
E
0
2
0
(
x2
r
2
3
)2
E
当 x R 时:E 当 x R时:E
2q0
2020/1/14
4 0 x
2
方 向
x
(1
)
2 0
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基本法则 12
• 12.如果把不同电导率的导体连接 在一起,而所加的电压恒定,在 各导体内的电力线和等位线分布 情况是一致的,电流线分布是不 一致的,电导率大的导体内,电 流线密些;电导率小的导体内, 电流线疏些。并联电路。
基本法则 13
• 13.静电位的极值定理,拉普拉斯 方程的区域不会有电位的极值点 出现(只能出现在边界上)。也无闭 合的等位面,及与边界上极值点 相连的等位面。
绘制静电场示意场图的基本法则
• 在场图中,用带箭头的实线表示电力线,用 虚线表示等位线
1.由于 0E (r )(r ) ,电荷是电场的通量源, 电力线应是由正电荷发出,而在负电荷上终 止。
2.对于无界区域的场图,电场弥漫在全部空间, 电力线也要伸展到无限远处。
基本法则 3
• 3.对于有界区域的场图,区域边界上面电荷 作用,区域内的正电荷发出的电力线有可能 终止在边界上有负面电荷处,负电荷吸收的 电力线亦有可能来自边界上的正电荷处。区 域内没有电荷,区域内的电力线应是从边界 上正面电荷处发出,终止在边界上负面电荷 处。电力线的起止点必须是有电荷的地方, 在没有电荷的区域中,电力线必须连续,不 能中断。
基本法则 4
• 4.静电场是无旋场,不能在静电场 图中出现首尾相衔接的闭合形电 力线。
基本法则 5
• 5.梯度的性质,在任何地方电场强 度的方向都与等位面垂直,且指 向电位下降的方向。在场图中,电 力线族与等位线族应构成正交曲 线网格,而且电力线的方向应指 向电位下降的方向。
基本法则 6
• 6.用于图解法的场图,按照比例关 系来画,场图中相邻的等位线之 间的电位差都相等,电力线的密 度与电场强度成正比。
基本法则 10
• 10.一个载流的具有有限电导率的 导体放置在不导电介质中,导体 内的电位在导体与介质交界面处 应满足边界条件 0,即等位面
n
与交界面垂直。
基本法则 11
• 11.几种不同电导率的导体连接在一起,
通有恒定电流,由于EJ ,则在电
导率小的导体中,电场强度较强;在 电导率大的导体中,电场强度较弱。 场图中,在电导率小的导体中,电力 线和等位线密些;在电导率大的导体 中,电力线和等位线疏些;理想导体 中就没有电力线和等位线。电流线应 是连续的。串联电路。
•
9、别再去抱怨身边人善变,多懂一些道理,明白一些事理,毕竟每个人都是越活越现实。
•
10、山有封顶,还有彼岸,慢慢长途,终有回转,余味苦涩,终有回甘。
•
11、人生就像是一个马尔可夫链,你的未来取决于你当下正在做的事,而无关于过去做完的事。
•
12、女人,要么有美貌,要么有智慧,如果两者你都不占绝对优势,那你就选择善良。
•
5、世上最美好的事是:我已经长大,父母还未老;我有能力报答,父母仍然健康。
•
6、没什么可怕的,大家都一样,在试探中不断前行。
•
7、时间就像一张网,你撒在哪里,你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了,可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的,可只有到最后才不得不承认。
•
8、世上的事,只要肯用心去学,没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心,对阳光,对美,对痛楚。
静电场场图绘图规则
电子工程系
内容与重点
• 内容:静电场场图,规则 • 重点:如何根据静电场的物理性质绘制场图
静电场示意图: • 场图的作用:帮助正确了解场图的特点,分
析场的分布规律 • 画场图的要点:正确反映场的物理特性(如
电力线与等位线垂直
使用平面场图正确描述场的空间关系
点电荷? 线电荷
比活得累,并非生活过于刻薄,而是我们太容易被外界的氛围所感染,被他人的情绪所左右。
•
2、身材不好就去锻炼,没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人,唯一可以抱怨的,只是不够努力的自己。
•
3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气,才变成现在所谓成熟稳重的样子。
•
4、世界上只有想不通的人,没有走不通的路。将帅的坚强意志,就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样,在军事艺术中占有十分突出的地位。
•
13、时间,抓住了就是黄金,虚度了就是流水。理想,努力了才叫梦想,放弃了那只是妄想。努力,虽然未必会收获,但放弃,就一定一无所获。
基本法则 8
• 8.电力线要垂直于等位面,如果一 个区域的边界是等位面,则区域 中的电力线就应与边界面垂直, 反映在场图上就是电力线与边界 面和绘图面相交的边界线垂直。
基本法则 9
• 9.等位体,如理想导体,它们内 部的电位与表面的电位相等且等 于零,而电场强度为零,它们的 内部是没有电力线和等位线的, 不能把等位线和电力线画到等位 体内的,在等位体外部电力线应 与等位体表面相垂直。
基本法则 16
• 16.在良态场区域中,电位和电场 都是可导的,电力线和电位线都 应是光滑的曲线,不会有折点。 但电场鞍点处的电力线不在此例。
基本法则 17
• 17.电位电场场量的唯一性,空间任何 一点只能有一个静电电位值和一个电 场强度,不同值的等位线彼此不相交, 两根电位线彼此也不相交。点电荷和 线电荷所在点的电力线、电位突变点 的等位线以及电场鞍点处的电力线不 在此例。
基本法则 7
• 7.在一些理想化静电系统中,可能有电位的 突变点出现。一个二维角域的示意场图,角 域的两边分别是电位为V1和V2的等位面,两 面在O点处是绝缘的。角域中的电位是按角 度线性划分的,等位线是角域的等分线。
基本法则 7
• θ=θ1和θ=θ2两个圆锥面间的区域在过 θ=0 的 平 面 上 的 场 图 。 两 锥 面 的 电 位 分别为V1和V2,它们在O处是绝缘的。 锥面间域的电位是依锥角非线性分布 的,场图中的等位线不是夹角的等分 线。
基本法则 14
• 14.如果区域中有电荷分布,电荷 周围有闭合的等位面,场图中有 闭合的等位线。
基本法则 15
• 15.非等电位区域中,电场强度为 零的点是电场的鞍点。在鞍点处, 由于电场强度为零,电力线的方 向是不确定的,因此,在电场鞍 点的邻域里可以有电场方向的突 变。如图4-60中的O点。A、B、C、 D都不是电位的极值点。