大学物理课件---电场线.电通量-[福州大学...李培官]

E dS
S1
E S2
O n
S2
S1 ER2
【例6】.求：如下封闭曲面内有电荷 情况下，通过曲面的总电通量。
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特例引入下节
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欢f迊or 指201导3
谢谢
今天是2020年8月17日星期一
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4）.沿电力线方向为电势降
E1 E2
EA
EB
低的方向。
AB
11
★电场线方向为电势降落的方向
等势面----- 电势相等的空间各点所组成的面 等势面画法规定：-任两相邻等势面间的电势差相等。
6V
点
电
荷
的
电
力
+
线
与
等
势
面
8V 10V
12V
4.关于电场线的几点说明
●电场线是人为画出的，在实际电场中并不存在； ●电场线可以形象地、直观地表现电场的总体情况， ●电场线图形可以用实验演示出来。
今天是2020年8月17日星期一
大学物理
---电场线.电通量
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
电偶极势场
第六章.静电场
6-2-1.电场线.电通量
2
一.电场线--【电场图示法描述】
1.电场线的定义
在电场中画一组带箭头的曲线, 这些曲线与电场强度 E 之间具有
E
以下关系:
①电场线上任一点的切线方向给出了该点电场 强度的方向；
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【例2】已知在如图所示的电场中， 求：如下几种闭合曲面的总电通量。
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【例3】 一个三棱柱放在均匀电场 E 中，求通过此
三棱柱体的电通量。
解 三棱柱体的表面为一
闭合曲面，由S1、S2、S3、 S4、S5 构成，其电场强度
y
Baidu Nhomakorabea
n
s3s5 θ
E
s1 O
s2 s4
x
通量为
z
e 1 2 3 4 5
1 ES1 cosπ ES1 ; 2 3 4 0
的投影是多少?
解：（1）E
Ex
i
Ey
j
Ezk
S Sxi Sy j Szk
e E S ExSx EySy EzSz
Φe=528 (V.m)
（2） S e E e
E
2 x
E
2 y
Ez2
=1.09
(m2)
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【例5】 求均匀电场中一半球面的电通量。
n n
E
S1
R
n解： S1
●电场线作用：
说明场强的方向； 说明电场的强弱； 说明电场的整体分布。
EA
EB
AB
13
二.电场线的通量--【电通量】
1.电通量的定义
在电场中穿过任意曲面的电场线的总条数称
为穿过该面的电通量，用e 表示。
(1)匀强电场中的电通量
E与平面S垂直时 e＝ES
E与平面S 有夹角θ时
引入面积矢量
S Sen
闭合曲面的外侧。
E de dS
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2.电通量的正负
在电力线穿出处, <900 ……电通量为正，
在电力线穿入处, >900 ……电通量为负。
nˆ 1
1
E1
E2
2
nˆ 2
1 < 900，电通量为正
2 > 900， 电通量为负 16
3.电通量的计算举例
【例1】已知均匀电场的电场强度为E，
求：如下几种半径为R曲面的电通量。
e＝ES cos
S n
E
Φe＝E S 14
(2)非均匀电场的电通量
电场不均匀，S为任意曲面
de EdS EdS cos E dS
e de E cos dS
S S E dS E ndS
S
S
S为任意闭合曲面
e
E cosdS
S
E dS
S
规定：法线的正方向为指向
5 E cosS5 ES1 即通过闭合曲面的电 e ES1 ES1 0 场强度通量为零。
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【例4】：在均匀电场中 ，
E (240 N c)i (160 N c) j (390 N c) k
通过平面 S ( 1.1m2 )i ( 4.2m2 ) j ( 2.4m2 )k
的电通量是多少？S 在垂直于 E的平面上
②某点处电场线密度与该点电场强度的大小相 等。
则这一组曲线，称为电场线。
3
电场线密度:经过电场中任一点， 作一面积元dS，并使它与该点的 场强垂直，若通过dS面的电场线 条数为dN，则电场线密度
E＝ dN dS
可见,电场线密集处电场强度大,电场线稀疏处电 场强度小
dS┴ E
4
2.几种典型的电场线布
正电荷
负电荷
一对等量异号电 荷的电力线
一对异号不等量点 电荷的电力线
一对等量正点电荷的电力线
5
点电荷势场
6
电偶极势场
7
电容器势场
8
电导块势场
3.电场线的性质
1）.电力线始于正电荷（ 或“”远） ，终止于负
+++++++++
电荷（或“”远） ，不
会在无电荷处中断，电场
线为非闭合曲线。
2）.在没有电荷处同一电 场两条电力线不能相交。 3）.电力线密处场强大，电 力线疏处场强小。