静电场的环路定理

  • 推导任意带电体电场中电场力做功表达式
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电势

电势能

  • 根据上面的推导,电场是保守力场(和重力场一样),因此可以引入势能的概念
  • 定义:电场力所做的功等于电势能增量的负值
  • 电势能是相对的,电势能的改变量是绝对的
  • 参考零点:选定电势能为0的点
    • 存在电荷的地方不能选定为电势0点
    • 一般建场电荷在空间上有限时,可以取无穷远处为参考零点
    • 建场电荷空间上无限(如无限长带电导体),则取任意点为零电势点
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点电荷的电势能等于将该电荷移动到零电势点电场力所做的功
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其实是已经推导过的公式,可以直接用
其实是已经推导过的公式,可以直接用

电势(电位)

  • 把与电场无关的试验电荷除掉,因此电势可以表示电场的性质
  • 电势差
    • 绝对量,与电势零点的选择无关
    • 电场力做功=负的电势能变化量=电荷量*电势差
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电势的两种求解方法

  1. 按定义式(也就是先要用之前的方法求出电场)
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用高斯定理求E会更快一些,还要再巩固
用高斯定理求E会更快一些,还要再巩固
 
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带电直线为无限长,因此不能取无穷远处为电势零点
  1. 电势叠加原理(当电场不容易求出时)(感觉什么时候都可?
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法一,用二重积分;微积分复习复习!!!
法一,用二重积分;微积分复习复习!!!
复习微甲下!!!二重积分、第一类第二类曲面积分都可能用到

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电势求解方法小结

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若点电荷的电势零点不在无穷远处
  • 法一,用电势的定义计算
  • 法二,仍然把无穷远当作电势零点,求代求点与参考点的电势差

电场强度和电势的关系

等势面

  • 电势值相等的点连成的曲面:
    • 等势面与电场线处处正交
    • 等势面密集的地方场强大,反之亦然
    • 电场方向指向电势降落的方向

电场强度与电势梯度关系

  • 积分形式
    • 微分形式
    很容易推知,对U在方向上求导就可以得到方向的电场强度
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    电场强度与电势梯度关系的应用

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    求场强方法小结

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    讨论题

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    无限大带电平板的电场:
    为什么可以选择B点为电势零点?
    是否能够选作电势零点的唯一判据是:这一点出的电势是否存在(是否为无穷大)
    点电荷或者均匀带电导线上的一点都不能够作为电势零点,因为这里的电势算出来都是无穷大
    但是求解均匀带电平面上的一点的电势的时候:
    定性上来理解,分母上有两个无穷小量,分子上只有一个,那么函数可能会收敛的
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