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文本内容:
《真空静电场》PPT课件•静电场的定义与性质•电场线与电通量•高斯定理与静电场的散度CATALOGUE•静电场的旋度与环量目录•电势与电场能量•静电场的边界条件与导体电容01静电场的定义与性质静电场的定义静电场是由静止电荷电场线在空间中不相产生的非保守场,其交,因为相同的电场电场线不闭合且不与线不能相交于同一点电荷重合静电场的电场线始于正电荷并终止于负电荷,或沿无穷远处的方向静电场的性质静电场是有源场,其电场强度E静电场中的电场力与电荷的电静电场中的电场力做功与路径与电势φ之间存在关系E=-量成正比,与电场强度的方向无关,只与初末位置有关,满▽φ相反足保守力的性质静电场的分类根据产生原因,静电场可分为感应电场和源电场感应电场是由磁场变化引起的电场,源电场是由静止电荷产生的电场根据电场强度的大小,静电场可分为弱电场和强电场弱电场的电场力作用较小,强电场的电场力作用较大02电场线与电通量电场线的概念电场线描述电场分布的假想曲线,线上每一点的切线方向表示该点电场强度的方向电场线的特点不闭合、不相交、疏密反映电场强度的大小电场线的性质010203电场线的方向电场线的指向电场线的切线沿电场线方向,电场强度电场线的指向与正电荷在表示电场强度的方向,电逐渐减小该点所受电场力方向相同场线的疏密表示电场强度的大小电通量的概念与计算电通量01穿过某一曲面的电场线数,表示电场的强弱和方向电通量的计算02通过在曲面上选取面积元,然后计算穿过该面积元的电场线条数电通量的物理意义03表示电场的强弱和方向,是描述电场分布的重要物理量之一03高斯定理与静电场的散度高斯定理的表述高斯定理在真空静电场中,穿过任意闭合曲面的电场强度通量等于该闭合曲面所包围的电荷量数学表达式∮E·dS=∑qi/ε0说明E是电场强度,dS是闭合曲面上的微小面积,∑qi是包围的电荷量,ε0是真空电容率高斯定理的应用确定电荷分布通过高斯定理,可以确定电荷分布对电场的影响,从而分析电场分布电场线描绘利用高斯定理,可以绘制电场线,直观地表示电场强弱和方向电场强度计算通过高斯定理,可以计算任意形状和大小的电荷分布产生的电场强度静电场的散度与源分布静电场的散度源分布与电场散度电场强度在某一点的散度等于该点电源分布即电荷分布,通过电场散度可荷密度的体密度以分析电场与源分布的关系散度定理说明在真空静电场中,电场强度的散度等▽表示哈密顿算子,E表示电场强度,于零,即▽·E=ρ/ε0ρ表示电荷密度,ε0表示真空电容率04静电场的旋度与环量静电场的旋度定义静电场中某点的矢量,其方向表示该点电场线的旋转方向,其大小表示电场线旋转的密度计算公式旋度=curlE=∂Ey/∂x-∂Ex/∂y物理意义旋度表示电场线在该点的旋转程度,旋度越大,表示电场线在该点旋转越剧烈静电场的环量定义计算公式物理意义静电场中某闭合曲线的矢环量=line integralof环量表示电场线穿过闭合量,表示电场线穿过该闭E·dl曲线的匝数,环量越大,合曲线的匝数表示电场线在该闭合曲线内穿过越多匝静电场旋度与环量的物理意义旋度与电场线旋转环量与电场线穿过应用匝数旋度的大小和方向决定了电场线环量表示电场线穿过闭合曲线的在电磁学、电动力学等领域中,在该点的旋转程度和方向,是描匝数,是描述电场线在空间分布旋度和环量是描述静电场特性的述电场线旋转特性的重要物理量的重要物理量重要物理量,对于理解电磁波的传播、电磁力的作用机制等具有重要意义05电势与电场能量电势的概念与计算总结词电势是描述电场中某点电荷的势能状态,与该点电荷的电量和电场强度有关详细描述电势定义为电场中某点到零势能点的势能差,通常用符号表示在真空静电场中,电势的计算公式为,其中是电场强度,是电势,是该点到零势能点的距离电场能量的概念与计算总结词电场能量是描述电场中能量分布的物理量,与电场强度的平方成正比详细描述电场能量密度定义为电场强度平方与介质常数的乘积,即在真空环境中,电场能量密度与电场强度的平方成正比,即整个电场的能量可以通过对电场能量密度在体积上的积分来计算电场能量的分布与计算总结词电场能量的分布可以通过对电场能量密度在体积上的积分来计算,积分结果与电荷分布和边界条件有关详细描述在真空静电场中,电场能量的分布可以通过对电场能量密度在空间中的积分来计算积分结果与电荷分布和边界条件有关对于无限大均匀带电平面,其电场能量密度为,其中是电荷面密度,是介电常数整个平面的电场能量可以通过对电场能量密度在面积上的积分来计算06静电场的边界条件与导体电容静电场的边界条件静电场的边界条件是指在静电场中,电场强度在导体或介质交界面的变化规律根据库仑定律,当两个不同介质的导体接触时,电场强度在交界面的法线方向上连续,即电场线不能中断在静电场中,导体和介质之间的电场强度变化规律不同,这取决于它们各自的电导率和介电常数在理想导体和理想介质之间,电场强度在交界面的法线方向上连续,但在切线方向上可能会有跳跃导体的电容与电容率导体的电容是指导体存储电荷的能力,通常用C表示电容是导体的一种固有属性,与导体的形状、大小和放置方式有关电容率是指单位体积内的电容量,通常用ε表示对于不同的导体,电容率和电导率的关系也不同一般来说,导体的电容率越高,其电导率也越高电容器的电容与计算电容器的电容是指电容器存储电荷的能力,通常用C表示电容器的电容取决于其电极板的大小、形状和相对位置,以及它们之间的介质电容的计算公式为C=ε0*A/d,其中C表示电容(单位为法拉),ε0表示真空电容率(单位为法拉/米),A表示电极板面积(单位为平方米),d表示电极板之间的距离(单位为米)感谢您的观看THANKS。