静电场(完) —— 静电场的环路定理 电势

今日一言:不想太过悲惨的话,
     最保险的方法就是不要期望能很开心。
             ——叔本华

静电场(完) —— 静电场的环路定理 电势

物理虽然不是数学,但一定要计算!
但一定要计算!
一定要计算!
定要计算!
要计算!
计算!
算!


课本目录

  • 11.1 电荷 库伦定律
    • 11.1.1 电荷及其性质
    • 11.1.2 库伦定律
  • 11.2 电场 电场强度
    • 11.2.1 电场
    • 11.2.2 电场强度
    • 11.2.3 电场强度叠加原理
    • 11.2.4 电场强度计算
    • 11.2.5 电场对电荷的作用力
  • 11.3 电通量 高斯定理
    • 11.3.1 电场线
    • 11.3.2 电通量
    • 11.3.3 高斯定理
    • 11.3.4 高斯定理的应用
  • 11.4 静电场的环路定理 电势
    • 11.4.1 静电场的环路定理
    • 11.4.2 电势能
    • 11.4.3 电势 电势差
    • 11.4.4 电势的计算
  • 11.5 等势面 电势梯度
    • 11.5.1 等势面
    • 11.5.2 电势梯度

11.4.1 静电场的环路定理

电场力做功特点就是只与始末位置有关,和路径无关
所以环路定理就是:不管你之前怎么走,只要你回来了,你就是前功尽弃了。

而静电场中的电场力做功可以用路径上的元位移所做的元功的积分。

实际上就是求积分:

元功:

故意从分母中把r取到分子上是有原因的(结合图示):

总功:

静电场力是保守力,静电场是保守场

(Latex公式的显示已经尽力了)

E的环流:场强E沿任意闭合路径L的线积分。

静电场的环路定理:静电场中,场强沿任意闭合路径的线积分等于零。


11.4.2 电势能

电场力对移动的试探电荷所做的功等于相应电势能增量的负值。

a点的电势能:

11.4.3 电势 电势差

电势: 电势能和电荷量的比值,即电位

很多概念中,电势值都是该点的单位正电荷到电势零点所做的功。而这里取无限远处为电势零点,是人为定的,不论电势零点如何定义,都不影响计算,但计算前一定要选定电势零点。

电势差: 就是两点电势的差。

用电势差求电场力:


11.4.4 电势的计算

  1. 定义法(场强积分法)

  2. 电势叠加法

(对公式排版绝望,但要偷懒知足)


11.5 等势面 电势梯度


11.5.1 等势面

等势面:电场中电势相等的点构成的面,即等位面

11.5.2 电势梯度

场强电势的微分关系。

电势差计算元功:

场强计算元功:

结合:

电势梯度矢量:空间直角坐标系三个方向上的分量和。(没有负号

电场中任意一点的电场强度等于该点电势梯度的负值。

电势梯度是一个矢量,它的大小为电势沿等势面法线方向的变化率,它的方向沿等势面法向且指向电势增大的方向


posted @ 2020-05-16 22:56  RCKLOS  阅读(1495)  评论(0编辑  收藏  举报