华中科技大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十二章 电势

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第十二章电势 §121静电场的保守性 §12-2电势差和电势 s12-3电势的叠加原理 §12-4电势梯度 §12-5电荷在外电场中的静电场能 §12-6电荷系的静电能 §12-7静电场的能量

第十二章 电势 §12-1 静电场的保守性 §12-2 电势差和电势 §12--3 电势的叠加原理 §12-4 电势梯度 §12-5 电荷在外电场中的静电场能 §12-6 电荷系的静电能 §12-7静电场的能量

第十二章电势 s12-1静电场的保守性 静电场力作功的特点 试探电荷q在q的电场中,沿 b 任意路径从a移动到b 取位移元d dA= F dl=qoEdl E0 goecos e dl=go Edra

第十二章 电势 一 .静电场力作功的特点 r c  E  a b + q a r  b r 试探电荷q0在q的电场中，沿  任意路径从 a 移动到 b dA F dl   =  q E dl   =  0 q Ecos dl = 0 q Edr = 0 dl  取位移元 dr §12-1 静电场的保守性 dl  

第十二章电势 909 as edi O h4丌Er s(091 )-与路径无关 4丌Er 在q1、q2、∴qn点电荷系电场中移动 4=41Ed=9(E+E2+…+E) 909 )-与路径无关 4πEoia §12-1

第十二章 电势   = b a Aab qo Edr  = b a r r dr r q q 2 0 0 4 1   ) 1 1 ( 4 0 0 a b r r q q = −   ----与路径无关 在q1、q2、qn点电荷系电场中移动  =  b a ab A q E dl   0  = + + +  b a n q E E E dl      ( ) 0 1 2 ) 1 1 ( 4 0 0 i i a i b i r r q q =  −   ----与路径无关 §12-1

第十二章电势 对连续分布带电体可得同样结果 结论:电场力所作的功只与试探电荷的起 点和终点的位置有关,而与路径无关 静电场是保守场,静电力是保守力 路径闭合时A=91E=0 Ewl=0-静电场环流定理 §12-1

第十二章 电势 对连续分布带电体可得同样结果 结论：电场力所作的功只与试探电荷的起 点和终点的位置有关，而与路径无关   = 0  E dl L   ----静电场环流定理 ----静电场是保守场，静电力是保守力 路径闭合时 §12-1  =  L o A q E dl   = 0

§12-2电势差和电势 第十二章电势 电势能 设W和W分别表示试探电荷q在a点和b点 的电势能 b ab go b W a 当电荷分布在有限区域内时,通常选无限 远处为零电势能参考点 Wa=hao go E·al §12-2

第十二章 电势 一 .电势能 设Wa和Wb分别表示试探电荷q0在a点和b点 的电势能   =  b a a b A q E dl   0 当电荷分布在有限区域内时，通常选无限 远处为零电势能参考点 Wa = Aa ( ) = − Wb −Wa   =  a q E dl   0 §12-2 §12-2 电势差和电势

定义: 第十二章电势 W U E·al 三电势 q a 单位正电荷从a点移到无限远处 时静电场力所作的功 任意两点a和b之间的电势差(电压)为 U-U=「Ed+Ed=E、al a b=90E=91(U-U) §12-2

第十二章 电势 三.电势 0 q W U a a = 定义： ----单位正电荷从a点移到无限远处 时静电场力所作的功   =  a E dl   任意两点a和b之间的电势差(电压)为  =  b a E dl   §12-2   =  b a a b A q E dl   0 ( ) = q0 Ua −Ub     − =  +  a b a b U U E d E d     

第十二章电势 说明 当电荷分布不是在有限区域内时,则不能 将无限远处选择为零势点,要根据具体情 况,选择合适的零电势点 电势的单位为JC,称为伏特,记作W §12-2

第十二章 电势 说明： 电势的单位为J/C，称为伏特，记作V 当电荷分布不是在有限区域内时，则不能 将无限远处选择为零势点，要根据具体情 况，选择合适的零电势点 §12-2

第十二章电势 四电势的计算 1点电荷q电场中的电势 取无限远处为零电势参考点,a点电势为 U El=「Ebr 1 dr 1 g 4兀o §12-2

第十二章 电势 四.电势的计算 1.点电荷q电场中的电势   =  a a U E dl     = r dr r q 2 0 4 1     = a Edr r q 4 0 1   = a + r  q 取无限远处为零电势参考点，a点电势为 §12-2

第十二章电势 q 讨论: 4兀Enr q>0:各点的电势为正,离q愈远电势愈 低,在无限远处电势最低并为零 <0:各点的电势为负,离q愈远电势愈 高,在无限远处电势最高并为零 §12-2

第十二章 电势 q>0：各点的电势为正，离 q 愈远电势愈 低，在无限远处电势最低并为零 q<0：各点的电势为负，离 q 愈远电势愈 高，在无限远处电势最高并为零 §12-2 r q U 4 0 1   = 讨论：