电场强度场叠加原理课件.ppt

1、1描写电场性质的物理量。描写电场性质的物理量。1.定义：定义：q0qE EF F场源电荷场源电荷q，场点处，场点处检验电荷检验电荷q0在电场在电场中受力中受力F F。F F0qF F202qF F303qE E2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /一、电场强度一、电场强度22.单位：单位：牛顿牛顿/库仑，库仑，N C-13.方向：方向：正检验电荷在该点的受力方向。正检验电荷在该点的受力方向。1.电场强度与检验电荷无关，只与场源电电场强度与检验电荷无关，只与场源电荷和场点位置有关。荷和场点位置有关。2.检验电荷电量和线度要很小。检验电荷电量和线度要很小。3.点电荷的场强点电荷的场强

2、0qF FE E0200041r rrqqq02041r rrq2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /一、电场强度一、电场强度302041r rE Erq 点电荷系：空间点电荷系：空间某点的场强为各个点某点的场强为各个点电荷在该点产生的场电荷在该点产生的场强的矢量合。强的矢量合。证明：检验电荷受力证明：检验电荷受力1q2qiq0q1F F2F FiF FnF FF FF FF F212.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /二、场叠加原理二、场叠加原理4nE EE EE EE E21nii1E EnF FF FF FF F21两边除两边除q0002010qqqqnF F

3、F FF FF F1q2qiq0q1F F2F FiF F证毕证毕2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /二、场叠加原理二、场叠加原理5例：例：求电偶极子中垂线上一点的电场强度。求电偶极子中垂线上一点的电场强度。q-q电偶极子：电偶极子：一对等一对等量异号的点电荷系。量异号的点电荷系。ll lp pqoyx电偶极矩电偶极矩:p p=ql lPE E-E ExExE-yEyE-解：解：xEEcos2E-E EE EE E由对称性分析由对称性分析Ey=0 xE 2xxEE-r2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /二、场叠加原理二、场叠加原理6cos2EE20412rqEq

4、-qolyp pxPE E-E EE Errl2/rl2/cos3041rqlE3041rp pE E-304rp2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /二、场叠加原理二、场叠加原理71.将带电体分割成无限多个电荷元。将带电体分割成无限多个电荷元。dqE EdV2.电荷元的场电荷元的场02041r rE Erdqd3.由场叠加原理由场叠加原理PE EE EdV02041r rrdqVq2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /三、连续带电体场强计算三、连续带电体场强计算81.建立坐标系。建立坐标系。2.确定电荷密度确定电荷密度:4.确定电荷元的场确定电荷元的场02041r

5、 rE Erdqd5.求场强分量求场强分量Ex、Ey。求总场求总场22yxEEE,xxdEEyydEE体体dq=dV,3.求电荷元电量：求电荷元电量：体体,面面,线线面面dq=dS,线线dq=dl。2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /四、解题思路及应用举例四、解题思路及应用举例9例例1：均匀带电直线均匀带电直线长为长为 2l，带电量，带电量 q,求中垂线上一点的电求中垂线上一点的电场强度。场强度。xdyll-dqE EddqE EdxdEydEydExdEr解解:线电荷密度线电荷密度lq2dydq02041r rE Erdqdoyxy2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加

6、原理 /四、解题思路及应用举例四、解题思路及应用举例10由场对称性由场对称性,Ey=022yxEEExExEdE-lldEcosrxcos2/122)(yxrrxrdqEl020412lyxxdy02/3220)(42xdydqll-oyxdqE EdE EdxdEydEydExdEry2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /四、解题思路及应用举例四、解题思路及应用举例112/12202lxxlE1.l x ，无限长均匀带电直线，无限长均匀带电直线，,222llxxE022.xl ，无穷远点场强，无穷远点场强，222xlx202xlE2042xl204xq相当于点电荷的电场。相当于

7、点电荷的电场。查积分表查积分表2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /四、解题思路及应用举例四、解题思路及应用举例12oxRq例例2：均匀带电圆环半径为均匀带电圆环半径为R，带电量为，带电量为q,求：圆环轴线上一点的场强。求：圆环轴线上一点的场强。xdqE EdE EdxdEydEydExdErdq解：解：电荷元电荷元dq的场的场02041r rE Erdqd由场对称性由场对称性 Ey=022yxEEExE2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /四、解题思路及应用举例四、解题思路及应用举例13oxRqxdqE EdE EdxdEydEydExdErdqqxxdEEE0q

8、dE0cosrxcosqrxrdqE0204r 与与 x 都为常量都为常量qdqrxE03042/3220)(4Rxqx2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /四、解题思路及应用举例四、解题思路及应用举例142/3220)(4RxqxE1.环心处：环心处：x=0,E=02.当当 x R,32/322)(xRx2041xqE相当于点电荷的场。相当于点电荷的场。3.场强极大值位置：场强极大值位置：0dxdE令令2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /四、解题思路及应用举例四、解题思路及应用举例150)(42/3220RxqxdxdRx22R22EoxR22-2.2.电场强度、场叠加原理电场强度、场叠加原理 /四、解题思路及应用举例四、解题思路及应用举例16