最新《大学物理》静电场习题教学提纲
大学静电场教案
课时：2课时教学目标：1. 理解静电场的概念，掌握静电场的基本性质和规律。
2. 掌握电场强度、电势和电势能等基本物理量的定义和计算方法。
3. 能够运用静电场的基本知识解决实际问题。
教学重点：1. 静电场的概念和基本性质。
2. 电场强度、电势和电势能的计算方法。
教学难点：1. 电场强度、电势和电势能的物理意义及其应用。
2. 静电场中的电场线、等势面等概念的理解和应用。
教学过程：一、导入1. 回顾静电场的概念，引导学生思考静电场的产生原因和特点。
2. 介绍静电场在自然界和生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
二、静电场的基本性质1. 讲解静电场的定义，引导学生理解静电场的概念。
2. 介绍静电场的基本性质，如电场线、电势、电势能等。
三、电场强度1. 讲解电场强度的定义，引导学生理解电场强度的物理意义。
2. 介绍电场强度的计算方法，如点电荷电场强度、均匀电场强度等。
3. 通过实例讲解电场强度的应用。
四、电势1. 讲解电势的定义，引导学生理解电势的物理意义。
2. 介绍电势的计算方法，如点电荷电势、均匀电场电势等。
3. 通过实例讲解电势的应用。
五、电势能1. 讲解电势能的定义，引导学生理解电势能的物理意义。
2. 介绍电势能的计算方法，如点电荷电势能、均匀电场电势能等。
3. 通过实例讲解电势能的应用。
六、静电场中的电场线与等势面1. 讲解电场线与等势面的概念，引导学生理解它们的物理意义。
2. 介绍电场线与等势面的绘制方法，如点电荷电场线与等势面、均匀电场线与等势面等。
3. 通过实例讲解电场线与等势面的应用。
七、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，引导学生总结静电场的基本概念、性质和计算方法。
2. 强调电场强度、电势和电势能在实际问题中的应用。
八、课后作业1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 查阅相关资料，了解静电场在实际生活中的应用。
教学反思：本节课通过讲解静电场的基本概念、性质和计算方法，引导学生理解静电场的物理意义和应用。
大学物理复习提纲(下册)
大学物理复习纲要（下册）第九章 静电场一、 基本要求1、 理解库仑定律2、 掌握电场强度和电势概念3、 理解静电场的高斯定理和环路定理4、 熟练掌握用点电荷场强公式和叠加原理以及高斯定理求带电系统电场强度的方法5、 熟练掌握用点电荷的电势公式和叠加原理以及电势的定义式来求带电系统电势的方法二、 内容提要1、 静电场的描述描述静电场有两个物理量。
电场强度和电势。
电场强度是矢量点函数，电势是标量点函数。
如果能求出带电系统的电场强度和电势分布的具体情况。
这个静电场即知。
（1） 电场强度q F =点电荷的场强公式re rq 2041πε=（2） 电势 a 点电势 0.aa V E dl =⎰u r r（00V =）（3） a 、b 两点的电势差 .bab a b aV V V E dl =-=⎰u r r（4） 电场力做功 00.()ba b aW q E dl q V V ==-⎰u r r（5） 如果无穷远处电势为零，点电荷的电势公式： 04a q V rπε=2、表征静电场特性的定理(1)真空中静电场的高斯定理： 1.nii sqE d s ε==∑⎰u r r Ñ高斯定理表明静电场是个有源场，注意电场强度通量只与闭合曲面内的电荷有关，而闭合面上的场强和空间所有电荷有关（2）静电场的环路定理： .0lE dl =⎰u r rÑ表明静电场是一种保守场，静电力是保守力，在静电场中可以引入电势的概念。
3、电场强度计算（1） 利用点电荷的场强公式和叠加原理求点电荷 21014nii i q E r πε==∑ 带电体 2014r dq E e r πε=⎰u r u r（2） 高斯定理求E u r高斯定理只能求某些对称分布电场的电场强度，用高斯定理求电场强度关键在于做出一个合适的高斯面。
4、电势计算（1）用电势的定义求电势（E u r的分布应该比较容易求出）.a aV E dl =⎰u r r 电势零点（2）利用点电荷的电势公示和电势叠加原理求电势： 014P dq V r πε=⎰ 第十章 静电场中的导体和电介质 一、基本要求 1、 理解静电场中的导体的静电平衡条件，能从平衡条件出发分析导体上电荷分布和电场分布。
大学物理b教学课件-习题辅导课-静电场
3
s
0
r
E
3 0
E r 3 0
r
E
3 0
b
E E1 E2 3 0 (r r ) 3 0
9、两根无限长均匀带电线相距2a，线电荷 密度和- ，证明等势面为圆柱面。
证明: 无限长均匀带 电线电场
y
p（x，y）
r-
r+
E
o x
2 0r
选坐标原点为势能零点 U p U U
S
答：错。例如：
+q S
-q
均匀带电球外有一带等量异号电荷的同心球壳
（3）
S
E
d
s
仅
由
S
内包围
的
电
荷
决
定。
答：对。（这正是高斯定理的结果）
（4） E 仅由 S 内的电荷决定。
S
答： 错。例如 ：
S q
S
S 内无电荷S外有电荷
S 内外均有电荷分布
（5）只要E有对称性，就可用高斯定理求E。
答： 错。（例如有限长均匀带电直线）
求：1）球心o处的电势和场强
*2）E 和U 的分布
解：
0 cos
R
o
x
1）∵球面上角位置在θ和θ+π处电荷 面密度等值异号 由电势叠加有
Uo
S
dq
4π 0 R
1
4π 0 R
S
d
q
0
27
∵电荷分布相对x轴对称，∴球心场强沿x轴,
在球面上取角位置为θ→ θ+dθ的环带
环带电荷dq ( 0 cos )2π(R sin )(R d )
a
答：不对 错在两个相叠加的电势的零点不一致
人教版物理选修3-1《静电场》章节复习提纲
静电场 复习提纲一、知识要点1.电荷 电荷守恒2.元电荷：e= 。
3.库仑定律：F= 。
4.电场及电场强度定义式：E ＝ ，其单位是 。
5.点电荷的场强：E ＝ 。
6.电场线的特点：7．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的_____ 有关8．电场力做功与电势能变化的关系：电荷从电场中的A 点移到B 点的过程中，静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式___________________。
9．电势能：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到_________位置时所做得功。
通常把_________的电势能规定为零。
10．电势ϕ： 14．电势差U ： 公式：AB U = 。
电势差有正负：AB U = -BA U 。
11．电势与电势差的比较：A B BA B A AB U U ϕϕϕϕ-=-=,12．等势面：电场中 的各点构成的面叫等势面。
17．等势面的特点：13．匀强电场中电势差与电场强度的关系： E ＝ 。
14．电容：定义公式U Q C =。
注意C 跟Q 、U 无关，kdS C r πε4=。
15．带电粒子的加速（1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直在线，做 运动。
（答案：匀加（减）速直线）（2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功（电场可以是______电场或_______电场）。
若粒子的初速度为零，则：_________，v=__________；若粒子的初速度不为零，则：____________，v=______________。
16．带电粒子的偏转（限于匀强电场）（1）运动状态分析：带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向_____的电场力作用而做__________运动。
（垂直，匀变速曲线）（2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于_______的分析处理，沿初速度方向为______________运动，运动时间t=______________.沿电场力方向为______________运动，加速度a=______________.离开电场时的偏移量y=______________离开电场时的偏转角tan θ=______________。
大学物理第四章静电场课后习题概要
b
p
o
x
l
dx
x
kxdx dE 4 0 x b 2 kxdx k bl l E ln 2 0 4 4 0 b l b 0 x b
l
1
1
方向沿x轴的负方向。
练习题4-7 图为两个分别带有电荷的同心球壳系统。 设半径为 R1 和R2 的球壳上分别带有电荷 Q1 和 Q2 ，求： （1）I、II 、III三个区域中的场强；（2）若 Q1 Q2 ， 各区域的电场强度又为多少？画出此时的电场强度分 布曲线。 q内 2 解： s E dS 4r E 0
0 r R1
E1 0
Q1
R1
R1 r R2
r R2
当 Q1 Q2 时
40 r Q1 Q2 E3 40 r 2
2
E2
Q1
Q2
Ⅲ Ⅱ
O Ⅰ
R2
0 r R1
E1 0
R1 r R2
r R2
当 Q1 Q2 时
0 r R1
当 Q1 Q2 时
Q1
R1
R2
O Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Q2
r
练习题4-12 同轴电缆是由两个很长且彼此绝缘的同 轴金属圆柱体构成，如图所示。设内圆柱体的电势 为U1，半径为R1；外圆柱体的电势为U2 ，外圆柱体 的内半径为R2，两圆柱体之间为空气。求两个圆柱 体的空隙中离轴为r处(R1 < r <R2)的电势。
定理可知球外空间的场强E外
(3)因为球表面的场强 E表 变小。
q 4 0 r
2
。由此可知，球
外空间的场强与气球吹大过程无关。
大学物理-静电场习题课PPT课件
★场强E是高斯面上任一点的电场强度。当高斯面内无电荷时，高斯面上的场
强并不一定处处为零;当高斯面上的场强处处为零时,高斯面内一定无电荷或代 数和为零。
★高斯面可任意选取，但解题中应充分利用对称性。
★适用于任何静电场，也适用于变化的电场，是电磁场的基本定理之一。
4
第10章 恒定磁场
常见应用高斯定理求解的问题
补偿法：均匀带点球+小面元（视为点电荷）
点 电 荷u q 4πε0r
带 电 球 面u(R) Q 4πε0 R
Q 4πR 2
q S Q S
4πR2
1
Q
S
E 4πε0R (Q q) 4πε0R (1 4R2 )
13
第10章 恒定磁场
个人观点供参考，欢迎讨论
高斯定理：
1
s
E
• ds
0
qi
静电场是有源场
3
第10章 恒定磁场
高斯定理：通过任意闭合曲面的电通量等于这个闭合曲面(高斯面）所包围的电
荷的代数和除以 0 ,而与闭合曲面外的电荷无关。
真空中
1
e s E • ds 0
qi
q1 S
注意:
q3
q2
★过曲面的通量由曲面内的电荷决定
★高斯面上的场强 E 是由全部电荷（面内外电荷）共同产生
5 如图所示，在边长为的正方形平面的中垂线上， 距中心O点a/2处，
有一电量为q的正电荷，则通过 该平面的电场强度通量为______________
a
a/2 q
a/2q
a
由高斯定理 q 0
a
q 60
9
第10章 恒定磁场
P30 计算题1.一半径为R的带电球体，其电荷体密度分布为 ρ =A r (r≤R) ， ρ =0 (r＞R) A为一常量．试求球体内外的场强分布．
大学物理静电场理论及习题
qn
电场强度的计算 点电荷电场的场强
F
v v v F qq0 F= r E= 2 q0 4πε0r
v E=
q 4πε0r
r 2
q
r
qo
电场具有球对称性. 电场具有球对称性
NIZQ
第11页
大学物理学 静电场
点电荷系电场中的场强 由场强叠加原理: 由场强叠加原理 点电荷系的场强: 点电荷系的场强
电场 ─ 早期 电磁理论是超距作用理论 早期: 电磁理论是超距作用理论. 超距作用理论 ─ 后来: 法拉第提出场的概念. 后来 法拉第提出场的概念 电场的特点 1. 对位于其中的带电体有力的作用 对位于其中的带电体有力的作用——力学性质 力学性质. 力学性质 2. 带电体在电场中运动 电场力要作功 带电体在电场中运动, 电场力要作功——能量性质 能量性质. 能量性质 电荷 电场 电荷 场的物质性 电场具有做功本领, 表明电场具有能量; 电场具有做功本领 表明电场具有能量 变化的电场以 光速在空间传播, 表明电场具有动量. 光速在空间传播 表明电场具有动量 电场与实物之间的不同在于它具有叠加性. 电场与实物之间的不同在于它具有叠加性
NIZQ
第8页
大学物理学 静电场
电场强度 1. 在电场的不同点上放同样的正试验电荷 0 在电场的不同点上放同样的正试验电荷q 结论: 电场中各处的力学性质 结论 不同. 不同 2. 在电场的同一点上放不同的试 验电荷
F3 F1
q3
q1
v v v Q F0 F F2 1 Q 1 = =L= = r q2 2 q1 q2 q0 4πε0 r v F 结论: 结论 定义为电场 = 恒矢量 q0
//
大学物理学 静电场
⊥
(2024年)大学物理静电场教学PPT学习教案
05
静电场在日常生活和工业生产中应 用
2024/3/26
21
静电喷涂、静电除尘等原理简介
静电喷涂
利用静电场使涂料微粒带电，并沿着 电场线方向运动，从而均匀地吸附在 被涂物表面的技术。具有高效、节能 、环保等优点。
静电除尘
利用静电场使空气中的尘埃带电，然 后被吸附在电极板上的技术。广泛应 用于空气净化、工业废气处理等领域 。
3
电荷与电场
电荷的基本性质
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
电场的概念
电荷周围存在电场，电场对放入其中的电荷有 力的作用。
电场的方向
规定正电荷所受电场力的方向为该点的电场方向。
2024/3/26
4
库仑定律及其应用
2024/3/26
库仑定律的内容
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷 量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力 的方向在它们的连线上。
如均匀带电球体、无限长均匀带电直 线等。
2024/3/26
10
镜像法求解复杂问题
01
镜像法原理
通过引入虚拟的“镜像”电荷， 使得复杂问题简化为点电荷系统 的电势计算。
02
镜像法应用条件
03
镜像法解步骤
适用于具有特定对称性的静电场 问题，如无限大平面导体附近的 点电荷等。
确定镜像电荷的位置和电量，利 用点电荷系统电势计算公式求解 。
2024/3/26
23
静电复印机、打印机等办公设备工作原理
静电复印机
利用静电场使感光鼓带电，并通过曝光、显影等步骤将图像转移到纸张上。具有 速度快、分辨率高等优点。
打印机
利用静电场控制墨滴的喷射方向和位置，从而在纸张上形成图像或文字。喷墨打 印机、激光打印机等不同类型的打印机均采用了静电技术。
2023年物理选修静电场知识点与习题答案
物理选修3-1教案（一）第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律一、起电方法的实验探究1.物体有了吸引轻小物体的性质, 就说物体带了电或有了电荷。
2. 两种电荷自然界中的电荷有2种, 即正电荷和负电荷．如: 丝绸摩掠过的玻璃棒所带的电荷是正电荷；用干燥的毛皮摩掠过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷．同种电荷相斥, 异种电荷相吸．（互相吸引的一定是带异种电荷的物体吗？）不一定, 除了带异种电荷的物体互相吸引之外, 带电体有吸引轻小物体的性质, 这里的“轻小物体”也许不带电．3. 起电的方法使物体起电的方法有三种: 摩擦起电、接触起电、感应起电摩擦起电: 两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同. 两种物体互相摩擦时, 束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电, 束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电. （正负电荷的分开与转移）接触起电: 带电物体由于缺少(或多余)电子, 当带电体与不带电的物体接触时, 就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子), 从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电). （电荷从一个物体转移到另一个物体）感应起电：当带电体靠近导体时, 导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动. （电荷从物体的一部分转移到另一部分）三种起电的方式不同, 但实质都是发生电子的转移, 使多余电子的物体(部分)带负电, 使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中, 电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1.电荷量: 电荷的多少。
在国际单位制中, 它的单位是库仑, 符号是C.2.元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值均为1.6×10－19C, 所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。
（元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提醒：不是, 元电荷是一个抽象的概念, 不是指的某一个带电体, 它是指电荷的电荷量．此外任何带电体所带电荷量是1.6×10－19C的整数倍．）3、比荷: 粒子的电荷量与粒子质量的比值。
《大学物理》习题册题目及答案第10单元静电场(二)
第10单元 静电场（二）第七章 静电场和恒定磁场的性质(二)电势序号 学号 姓名 专业、班级一 选择题[ D ]1．关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是： （A ）电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负 （B ）电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负 （C ）电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负 （D ）电势值的正负取决于电势零点的选取[ B ]2. 在边长为a 的正方体中心处放置一电量为Q 的点电荷，设无穷远处为电势零点，则 在一个侧面的中心处的电势为： (A)a Q 04πε (B)a Q 02πε(C)aQ0πε (D)aQ022πε[ C ]3. 静电场中某点电势的数值等于 (A)试验电荷0q 置于该点时具有的电势能。
(B)单位试验电荷置于该点时具有的电势能。
(C)单位正电荷置于该点时具有的电势能。
(D)把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功。
[ C ]4. 关于电场强度与电势之间的关系，下列说法中，哪一种是正确的 (A)在电场中，场强为零的点，电势必为零。
(B)在电场中，电势为零的点，电场强度必为零。
(C)在电势不变的空间，场强处处为零。
(D)在场强不变的空间，电势处处为零。
[ B ]5．真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所示，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处的电势为 ：（A ）r q 04πε （B ）)(410RQ r q +πε（C ）rQ q 04πε+ （D ）)(410R q Q r q -+πε[ C ]6．在带电量为-Q 的点电荷A 的静电场中，将另一带电量为q 的点电荷B 从a 点移到b 点， a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1 和r 2 ，如图所示，则移动过程中电场力做的功为 （A ）)11(4210r r Q --πε （B ）)11(4210r r qQ -πε（C ）)11(4210r r qQ --πε （D ）)(4120r r qQ--πε二 填空题1.静电场中某点的电势，其数值等于_____单位正电荷置于该点的电势能_b)(-Q 2r 1r PROqrQ或__单位正电荷从该点移到电势零点处电场力作的功。
大学物理_静电场教案
一、教学目标1. 知识与技能：- 理解并掌握库仑定律的意义及其应用。
- 理解电场叠加原理，并能运用其求解点电荷产生的电场分布。
- 掌握解析法和几何法描述电场分布的方法。
- 了解静电场中的高斯定理和环路定理，并学会应用。
2. 过程与方法：- 通过实验和模拟，加深对静电场概念的理解。
- 通过实例分析，提高运用理论知识解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观：- 培养学生严谨的科学态度和探索精神。
- 增强学生对物理学发展历程的认识，激发对科学研究的兴趣。
二、教学内容1. 静电场的基本概念：- 静电场的定义、性质和特点。
- 电场线的概念及其表示方法。
2. 库仑定律：- 库仑定律的表述和意义。
- 库仑定律的应用实例。
3. 电场强度：- 电场强度的定义、单位及其计算方法。
- 点电荷产生的电场强度分布。
4. 电场叠加原理：- 电场叠加原理的表述。
- 应用电场叠加原理求解复杂电场问题。
5. 高斯定理和环路定理：- 高斯定理和环路定理的表述和意义。
- 应用高斯定理和环路定理求解静电场问题。
6. 电势：- 电势的定义、单位及其计算方法。
- 电势叠加原理。
- 常见电势分布模型。
7. 静电场中的导体和电介质：- 静电平衡的概念和条件。
- 导体和电介质的极化现象。
- 静电场中的导体和电介质问题。
三、教学过程1. 导入：- 通过实例引入静电场概念，激发学生学习兴趣。
2. 讲授：- 按照教学内容，系统讲解静电场的基本概念、库仑定律、电场强度、电场叠加原理、高斯定理和环路定理、电势等知识点。
3. 实例分析：- 通过实例分析，帮助学生理解和掌握静电场相关知识。
4. 实验演示：- 通过静电场实验，让学生直观感受静电场现象。
5. 课堂讨论：- 针对教学中的重点和难点，组织学生进行讨论。
6. 作业布置：- 布置适量作业，巩固所学知识。
四、教学评价1. 课堂表现：- 关注学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的情况。
2. 作业完成情况：- 检查学生作业的完成情况，了解学生对知识的掌握程度。
静电场复习提纲
第一、二章复习提纲一、电荷及电荷守恒1.两种电荷:正电荷和负电荷，同种电荷相互，异种电荷相互。
2.使物体带电有方法：、、。
3.感应起电：当一个带正电物体靠近导体时，导体中的自由电荷发生移动，导体靠近带电体一端带，远离的一端带，这种现象叫静电感应，利用静电感应让物体带电的方法叫。
4.电荷守恒定律：电荷既不能，也不能，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的转移到，在转移的过程中，电荷的总量。
5.元电荷：①电荷的多少叫做，单位是，符号是C。
②科学家发现最小的电荷量就是所带的电荷量。
质子、正电子所带的电量与它相同，但符号相反，人们把这个最小的电荷量叫做，用表示。
所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍。
二、库仑定律1.真空中两个之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量q1、q2的乘积成，跟它们的距离r的成反比，作用力的方向沿着它们的。
①点电荷是一种模型，当带电体本身和对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。
真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。
②公式F= ,k的数值为 N m2/C2.③适用范围：真空中的④应用公式时只代入q的绝对值，然后再根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断方向。
2.库仑定律与万有引力定律的比较如下表：定律共同点区别影响大小的因素万有引力定律（1）都与距离的二次方成反比（2）都有一个常量与两个物体、有关，只有力m1，m2，r库仑定律与两个物体、有关，有力,也有力q1，q2，r3.微观粒子之间的库仑力远远大于其万有引力，一般研究微观粒子时只考虑库仑力而忽略万有引力。
4.如果一个点电荷同时受到两个或更多点电荷的作用力，可以根据力的合成．．．．法则求合力。
5.三个带电体的平衡问题：同种电荷在两边，异性在中间，且靠近电量小的一边三、电场强度.1.电场①电荷的周围存在，带电体间的相互作用是通过周围的发生的。
②电场的基本性质是对放入其中的有力的作用。
2.电场强度①定义：放入电场中某点的试探电荷受到的静电力跟它的电荷量的，叫做该点的电场强度。
静电场复习提纲
静电场复习提纲一、电荷及电荷守恒定律1、起电方式：使物体带电的三种方式有摩擦起电、接触起电、感应起电，物体带电的本质是电子的转移．2、最小的电荷量叫做元电荷，用e 表示，e ＝1.60×10－19C.二、库仑定律1、库仑定律 （1）表达式： (其中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫静电力常量)(2)适用条件：①.真空； ②点电荷．(3)注意：对于两个带电金属球间的相互作用力的计算，要考虑金属表面电荷的重新分布，只有均匀带电球体才可视为电荷集中于球心的点电荷．三、电场、电场强度1、电场是存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质．2、（1）电场强度定义式： 正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度的方向．（2）真空中点电荷场强的计算式： (其中Q 叫做场源电荷)．（3）电场的叠加：空间同时存在几个电场时，空间某点的场强等于各电场在该点的场强的矢量和，电场强度的叠加遵循平行四边形定则．四、电场线1、电场线的特征⑴电场线是人们为了形象的描绘电场而想象出的一些线，客观并不存在．⑵切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．疏密表示该处电场的强弱，即表示该处场强的大小．⑷从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．⑹匀强电场的电场线平行且距离相等．⑺顺着电场线方向，电势越来越低．电场线跟等势面垂直．⑼电场线永不相交也不闭合．五、电场力做功的特点与电势能1、电场力做功的特点⑴在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与始末位置有关⑵在匀强电场中，电场力做的功W ＝qEd ，其中d 为沿电场线方向的位移．2、电势能⑴电场力做的功等于电势能的减少量，即W AB ＝E pA －E pB .⑶电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零．六、电势与等势面 1、电势公式： ，国际单位是伏特(V)或焦耳/库仑(J/C)． 122Q Q F k r =F E q =2Q E k r =P E qϕ=注意：电势的大小与电场本身及零电势点的选取有关，与试探电荷的电荷量及电势能无关2、等势面特点① 势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直．② 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．③ 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功．④ 对非匀强电场，在电场线密集的地方，等差等势面也密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面也稀疏．⑤ 在空间中两等势面不相交。
大学物理下册复习总提纲[1]
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第7章 静电场（是保守力场）教学要求：1．会求解描述静电场的两个重要物理量：电场强度E 和电势V 。
2．掌握描述静电场的重要定理：高斯定理和安培环路定理（公式内容及物理意义）。
3．掌握电容、电势差的计算。
主要公式： 一、 电场强度12．点电荷系场强：n E E E E+⋅⋅⋅++=21（矢量和）3（五步走积分法）(建立坐标系、取电荷元、写E d、分解、积分) (线元，面元，体元)4．对称性带电体场强：二、电势12．点电荷系电势：n V V V V +⋅⋅⋅++=21（代数和）3（四步走积分法）(建立坐标系、取电荷元、写dV 、积分)4．已知场强分布求电势：⎰⎰⋅=⋅=lv pdr E l d E V 0三、电势差：⎰⋅=∆B AAB l d E U四、电场力做功：⎰⋅=∆=2100l l l d E q U q A五、基本定理(1) 静电场高斯定理：（有源场）物理意义：表明静电场中，通过任意闭合曲面的电通量（电场强度沿任意闭合曲面的面积分），等于该曲面内包围的电荷代数和除以0ε。
(3)静电场安培环路定理：（无旋场）物理意义：表明静电场中，电场强度沿任意闭合路径的线积分为0。
第8章 恒定电流和恒定磁场（非保守力场）教学要求：1．电流连续性方程，熟悉毕奥-萨伐尔定律的应用，会解任意形状载流导线周围磁感应强度大小，并由右手螺旋法则求磁感应强度方向； 2．会求解载流导线在磁场中所受安培力；3．掌握描述磁场的两个重要定理：高斯定理和安培环路定理（公式内容及物理意义）。
主要公式：0. 电流的连续性方程：1．毕奥-萨伐尔定律表达式1）有限长载流直导线，垂直距离r（其中。
向之间的夹角流方向与到场点连线方分别是起点及终点的电和21θθ）2）无限长载流直导线，垂直距离r 处磁感应强度3）半无限长载流直导线，过端点垂线上且垂直距离r 处磁感应强度4）圆形载流线圈，半径为R ，在圆心O 处5）半圆形载流线圈，半径为R ，在圆心O 处6）圆弧形载流导线，圆心角为)(弧度制θ，半径为R ，在圆心O（θ用弧度代入）2．安培力：⎰⨯=lB l Id F （方向沿B l Id⨯方向，或用左手定则判定）dq d d sj S t⋅=-⎰积分法五步走:1.建坐标系;2.取电流元l Id;3.写θsin IdlB dF =;4.分解;5.积分. 安培的分子电流假说3．洛伦兹力： B v q F⨯=（磁场对运动电荷的作用力）当带电粒子同时受到电场力和磁场力时：()F q E B υ→→→→=+⨯4．磁场高斯定理：无源场）(因为磁场线是闭合曲线,从闭合曲面一侧穿入,必从另一侧穿出.)物理意义：表明稳恒磁场中，通过任意闭合曲面的磁通量（磁场强度沿任意闭合曲面的面积分）等于0。
大学物理习题讲解静电场-PPT精选文档
3.无限大均匀带电平面
E 2 0
4.均匀带电球面
几种特殊电荷系统的电场
0
r R
2
E
q 4 0 r
r R
5.均匀带电球体
几种特殊电荷系统的电场
E
qr 3 4 0 R
r R
q 4 0 r
2
r R
点电荷电势：
q 4 0 r
对于点电荷系：
q2 R
h
4.
O
d
d
一、选择题
3.
q
r
P
r
M
5.
Q
qr
R
(二)、填空题
2.
dx
x
a
b
O
P
3. a源自yaO
x
5.
R
Q
d
(三)、计算题
1.
R
r
a
x
2.
R d
O
Q
3. (1)
B
A
R0
R1
R2
3.(2)
B
A
R0
R1
R2
3.(3)
B
A
R0
R1
R2
3.(4)
B
A
第四章 静电场 1.库仑定律
q1q2 f 2 4 0 r
适用于“点电荷”
2.电场强度
F E q0
⑴ 场强叠加原理 E E i
i
★ 场强的计算
⑵ 高斯定理 ⑶ 几种特殊电荷系统的电场
★3.电势的计算
Ui ⑴ 电势叠加原理 U
i
大学物理静电场的能量教案
一、教学目标1. 理解静电场能量的概念及其在物理现象中的应用。
2. 掌握静电场能量密度的计算方法。
3. 能够运用静电场能量密度求解静电场中的能量问题。
二、教学重点1. 静电场能量的概念。
2. 静电场能量密度的计算。
3. 静电场能量在实际问题中的应用。
三、教学难点1. 静电场能量密度的理解。
2. 静电场能量在实际问题中的求解。
四、教学过程（一）导入1. 提问：什么是静电场？静电场有哪些性质？2. 引导学生回顾静电场的基本概念，如电场强度、电势等。
3. 提出本节课要学习的内容：静电场的能量。
（二）静电场能量的概念1. 介绍静电场能量的概念：静电场中，电荷所具有的能量。
2. 解释静电场能量的来源：电荷之间的相互作用。
3. 强调静电场能量与电场强度、电势的关系。
（三）静电场能量密度的计算1. 介绍静电场能量密度的概念：单位体积静电场中储存的能量。
2. 计算静电场能量密度的公式：W = 1/2 ε0 E^2，其中W为能量密度，ε0为真空介电常数，E为电场强度。
3. 通过实例说明静电场能量密度的计算方法。
（四）静电场能量在实际问题中的应用1. 讨论静电场能量在电容器储能中的应用。
2. 分析静电场能量在电荷运动过程中的变化。
3. 通过实例说明静电场能量在实际问题中的求解。
（五）课堂小结1. 总结静电场能量的概念、计算方法及其在实际问题中的应用。
2. 强调静电场能量密度与电场强度的关系。
（六）课后作业1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 查阅相关资料，了解静电场能量在其他物理现象中的应用。
五、教学反思1. 本节课通过引入实际问题，引导学生理解静电场能量的概念及其在物理现象中的应用。
2. 通过实例讲解静电场能量密度的计算方法，帮助学生掌握计算技巧。
3. 在课后作业中，要求学生查阅资料，拓展知识面，提高学生的自主学习能力。
第一章静电场复习提纲及例题
第一章静电场复习提纲及例题1.电荷电荷守恒（1）自然界中只存在两种电荷：电荷和电荷。
电荷间的作用规律是：同种电荷相互，异种电荷相互。
电荷的多少叫。
（2）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使，这种现象叫静电感应。
利用静电感应使物体带电叫起电。
（3）电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体到另一物体，或者从物体的一部分到另一部分。
2.元电荷：e=，所有带电体的电荷量或者或者。
3.库仑定律：（1）定律的内容：真空中两个之间相互作用的电力，跟它们的成正比，跟它们的成反比，作用力的方向在。
（2）库仑力的大小F= 。
（3）静电力恒量k= 。
4.电场：电荷的周围存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷，这种力叫。
电荷间的相互作用是通过发生的。
5.电场强度（1）定义：放入电场中某点的，叫该点的电场强度，简称场强。
（2）定义式：E＝，其单位是。
（3）方向：场强的方向与正电荷，与负电荷。
6.点电荷的场强：E＝。
如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就相互叠加形成的合电场。
这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强，叫做电场的叠加。
7.电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的一致，这样的曲线叫电场线。
8.电场线的特点：（1）电场线从电荷出发终止于电荷，不形成闭合曲线。
（2）电场线不、也不。
（3）电场线的疏密表示场强的。
9.匀强电场：在电场的某一区域，如果场强的和都相同，这个区域的电场叫匀强电场。
10．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的_____ 有关，与电荷无关，即电场力做功与重力做功有着相同的特点。
因此电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做__________。
11．电场力做功与电势能变化的关系：电场力做时，电荷的电势能；电场力做时，电荷的电势能。
电场力做功的多少等于_______ 。
写出电荷从电场中的A点移到B点的过程中，静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式___________________。
大学物理习题讲解静电场
习题三解析：计算电场力做功
A
B
C
D
总结词
掌握电场力做功的计算公式，理解电场力做功与路径无关的特点。
总结词
理解电场力做功与能量转化的关系，掌握电场力做功的计算方法在物理实验中的应用。
总结词
掌握点电荷电场力做功的计算方法，理解电场力做功与电势差的关系。
总结词
掌握电场力做功与电荷运动状态的关系，理解电场力做功与动能的改变量之间的关系。
详细描述
电势能的计算公式是 (E_p = qvarphi)，其中 (E_p) 是电势能，(q) 是电荷量，(varphi) 是电势。这个公式表明，电势能的大小等于电荷量与电势的乘积。
衬底1
电势能与电场力的关系
详细描述
总结词
电势能的变化等于电场力所做的功。
根据功能原理，一个力对物体所做的功等于物体能量的变化。在静电场中，电场力所做的功等于电势能的减少。因此，当一个电荷在静电场中移动时，其电势能的变化等于电场力所做的功。
其中，E表示电场强度，dS表示闭合曲面上的微小面积元。
衬底1
高斯定理的应用
解决电场分布的问题
已知电荷分布，通过高斯定理可以求出电场的分布。
解决电势分布的问题
结合高斯定理和电势的定义，可以求出电势的分布。
解决电荷分布的问题
通过高斯定理，可以求出闭合曲面内的电荷量，进而确定电荷分布。
衬底1
高斯定理的证明
利用微积分的知识，对闭合曲面进行积分，证明穿过闭合曲面的电场强度通量等于零。
证明过程中需要用到电场强度的定义和性质，以及微积分的基本定理。
GENERAL WORK REPORT FOR FOREIGN
静电场中的环路定理
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2.5 <x <4.5 Ex =0
4.5 <x < 7
Ex =
0+6.0 7-4.5
=-2.4V/m
例1 设气体放电形成的等离子体在圆柱内的 电荷分布可用下式表示
r
1
0
r a
2
2
式中r是到圆柱轴线的距离， ρ0是轴线处的电 荷体密度，a 是常量。试计算其场强分布。
解：先计算高斯面内的电量
度； （3）薄层外的电场强度。
ρd
解：（1） E1=0
E2
S d1ρ d
ε （2）
E2S
+ E2S
=ρd 1S
0
E2
ε E2
=
ρd 1
20
1.0×10-4×0.3×10-2 = 2×8.85×10-12
=1.69×104 V/m
E3 S
d
d
ρ
（3）
E3
ρd S
ε E3S + E3S = 0
ε E3
a
dl = adq
q dE
=
σ
2πε0
π
sinqdq 0
=
σ
2πε0
cosq
π
0
=πσε0
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5h x/m
g
解：
-7<x < -5
Ex =
ΔU Δx
=-1-52+-70
=
-6V/m
-5<x < -2 Ex =0
-2 <x < 2
Ex =
b
a
-5
0-12 2+2
=3V/m
U/V
c
12
d6 e
5h
o
-6 f
g
x/m
-12
b a -5
U/V
c 12
6
d e
-6o
-12 f
5
h
g x/m
2 <x < 2.5 Ex=--26.-50-2 =12V/m
a
P. L
解：
y
q dq o
x dqσ L
a
q dE
dl
dq L dS Ldl
dl
E dE
2 0 r
2 0 a
dE dl 2 0 a
dl a
P. L
由电荷分布的对称性：Ey=0
y
E = dEx= dE = 2σπεad0aq sinq
dq l2 rdr
1
0
r a
2
2
l2 rdr
q
r 0
1
0
r a
2
2
l 2
rdr
l
1
0a2
a 2 r
dr r
由高斯定律：
s
E
•
dS
q
0
E
2
rl
1
0
l0a2
1
a r
2
E
0a2 2 0 r
1
1
a r
2
例2 有一瓦楞状直长均匀带电薄板，面电荷 密度为σ,瓦楞的圆半径为 a 试求：轴线中部一 点P 处的电场强度。
=
ρd
20
1.0×10-4×0.5×10-2 = 2×8.85×10-12
=2.83×104 V/m
7-30 设电势沿 x 轴的变化 曲 线如图所示。试 对所示各区间（忽略区间端点的情况）确定 电场强度的x分量，并作出 Ex 对 x 的关系图线 。
V/V
b c 12
a
-5
d6 e
o -6 f
-12
《大学物理》静电场习题
解：均匀带电圆环的场强为
E
4 0
qx x2 y2
3/2
dE 1
4 0
xdq x2 y2 3/2
dq 2 r sinq rdq
y
dq
x
q
o
r
7-19 一层厚度为d =0.5cm的无限大平板，均 匀带电，电荷体密度为ρ =1.0×10-4 C/m3 。求: （1）这薄层中央的电场强度； （2）薄层内与其表面相距0.1cm处的电场强