高中物理奥林匹克竞赛专题---电荷与静电场(共28张PPT).ppt

第四节 电势及其与场强的关系 （五个问题） 一.静电场是保守场 保守力作功与路径无关,只与始末状态有关。 物理表现： 数学表现： 例题22.请你证明：静电场是保守场。 证明的思路： 在一个点电荷产生的静电场中移动一个试探电荷，电场力作功与路径无关,只与始末状态有关。 第一步： 在一个带电体产生的静电场中移动一个试探电荷，电场力作功与路径无关,只与始末状态有关。 第二步： 第三步： 还可以推论出一条定律： 重点 二.电势的引入 1.很容易证明，在一个点电荷产生的静电场中移动一个试探电荷，电场力作功： 2.也可以证明，在一个带电体产生的静电场中移动一个试探电荷，电场力作功： 电势能 3.上式的改写： 令： 则： 一般选择无限远处 ，即： 电势 （1）数学定义： 重点 （2) 物理定义：移动单位正电荷，从P点到无穷远点电场力所做的功。标量，有正负。 （3）单位： 焦耳/库仑＝伏特 上次课的主要内容： 一.静电场是保守场 二.电势 三.电势的计算 （有二种方法） 方法一：定义法 b.定义法适用的题型： 已知场强分布，或者利用高斯定理可容易求解出场强. a.定义法应用的公式： c.定义法的解题步骤： 1.写出电势的定义式； 2.选择积分路径； 3.计算。 例题2.求一个点电荷电场中任意一点的电势. q r P 2.选择点电荷q与P点的 连线方向为积分路径，则 重点 例题3.已知平板电容器两个极板之间的电场为： ，极板间距为d.求两个极板的电势差。 解： 选择两个极板的垂直连线方向为积分路径，则 例题4. 半径为R的球面均匀带电，带电量为q，求电势在空间的分布。 已知： 3.计算： R 2.。选择失径为积分路径 E-r曲线 V-r曲线 [ A ] 思考题：半径为 R 的均匀带电球面，总电量为 Q，设无穷远处电势为零，则该带电体所产生的电场的电势 U ，随离球心的距离 r 变化的分布曲线为： (A) (B) (C) (D) (E) 在计算电势的过程中， 选择适当的积分路径 是关键步骤。 方法二：电势叠加法（已知电荷分布） Q 重点 1.分割； 2.电势叠加。 a.电势叠加法应用的公式： c.定义法的解题步骤： b.电势叠加法适用的题型： 已知电荷的对称分布。 例题5. 求均匀带电圆环轴线上任一点P的电势。设圆环带电量为q,半径为R，P点至圆环中心O点的距离为x。 R O ? r P ? dl x 解： 1.分割：一段段圆弧 2.电势叠加： 解：1.分割－宽度为dr的圆环元。其带电量为 由上题结果可知此圆环元在P点的电势为 例题6.一半径为 R的均匀带电圆盘，面电荷密度为 ，求轴线上任一点P的电势。 设P点至圆环中心O点的距离为x。 2.电势的叠加： 选作题：求两同心均匀带电球面的电势分布。 定义法