在静电场中取一任意闭合环路 ,将检验电荷 从环路上任一点 出发,沿 移动一周又回到 ,电场力作功为
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1、平面角 任一平面角的大小都可以用"弧度"来量度,有 当以不同的半径作圆时,角所对的弧长 与半径成正比,即2、立体角 在球面上取一面元 ,由它的边缘上各点引直线到球心,这样就构成一个锥面。这个锥面的顶角是立体的,称为立体角,用 表示。即 因为整个球面的面积是,它所张的立体角是球面度。当以不同的半径作同心球面时,角所对的面元与半径的平方成正比,即 |
1、单个点电荷的电场
总功为 可见,电场力对检验电荷所作的功与路径无关,只与起点和终点的位置有关,并与检验电荷 的电量成正比。
根据场强叠加原理
其中 是 单独存在时所激发的场强,
结论:电荷在静电场中移动时,电场力所作的功只与该电荷的起点和终点位置有关,而与路径无关。 |
1、均匀带电球壳的场强 设有一半径为的球壳均匀带电,其所带电量为,求球壳内外的电场强度。 解:(1)、球壳外的场强 通过点以为球心、为半径作一封闭球面为高斯面。由于对称性,该面上场强的数值都相同,方向沿半径向外。应用高斯定理,得 (2)、球壳内的场强 通过点以为球心、为半径作一封闭球面为高斯面。由于对称性,该面上场强的数值都相同,方向沿半径向外。应用高斯定理,得2、均匀带电球体的场强 设有一半径为的均匀带电球体,其所带电荷的体密度为 ,求球体内外的电场强度。 解:(1)、球体外的场强 通过点以为球心、为半径作一封闭球面为高斯面。由于对称性,该面上场强的数值都相同,方向沿半径向外。应用高斯定理,得 (2)、球体内的场强 通过点以为球心、为半径作一封闭球面为高斯面。由于对称性,该面上场强的数值都相同,方向沿半径向外。应用高斯定理,得 3、无限大均匀带电平面的场强 设有一无限大均匀带电平面,其所带电荷的面密度为 ,求带电平面的电场强度。 解:经过平面中部作一封闭圆柱面为高斯面,其轴线与平面正交,底面积为 。令为两底面上的场强,则通过的电通量为 ,由高斯定理,得 若有两平行无限大均匀带电平面,其所带电荷的面密度为。可以证明,在两平行板中间,电场强度为 在两平行板外侧,电场强度为4、无限长均匀带电直导线的场强 设有一无限长均匀带电直导线,其所带电荷的线密度为,求带电导线周围的电场强度。 解:过直导线作一高为、截面半径为r 的封闭圆柱面为高斯面。根据电场轴的对称性,通过圆柱侧面的电通量为,通过圆柱底面的电通量为0。由高斯定理,得 |