完整word版,几种典型带电体的场强和电势公式

几种电荷分布所产生的场强和电势

1、均匀分布的球面电荷（球面半径为R ，带电量为q ）

电场强度矢量：??

???<=>=）（球面内，即。）（球面外，即R r r E R r r r q r E 0)( , 41)( 3

0ρ

ρρ

επ 电势分布为：()()???

????

==（球内）。（球外）， 41 41 0 0

R q

r U r q r U επεπ

2、均匀分布的球体电荷（球体的半径为R,带电量为q ）

电场强度矢量：???

?

???

>=<=）（球体外，即。）（球体内，即，R r r r

q r E R r R r q r E 41)( 41)( 3030ρρρρεπεπ 电势分布为：()()()

???

?

???

<-=>=即球内）（。即球外）（， 3 81 41 3

2

20 0 R r R r R q r U R r r q r U επεπ 3、均匀分布的无限大平面电荷（电荷面密度为σ）

电场强度矢量：离无关。）（平板两侧的场强与距 ) (2)(0

i x E ρρ±=εσ

电势分布为：

()()r r r U -=

00

2εσ

其中假设0r 处为零电势参考点。若选取原点（即带电平面）为零电势参考点。即00=U 。那么其余处的电势表达式为：

()()???

?

???

≤=≥-=0 2 0 2 00x x x U x x x U εσ

εσ 4、均匀分布的无限长圆柱柱面电荷（圆柱面的半径为R ，单位长度的带电量

为λ。）

电场强度矢量 ??

???

<=>=，即在柱面内）（。即在柱面外）（，R r r E R r r r r E 0)( , 2 )( 2

0ρ

ρρεπλ

电势分布为：()()????

???

<=>=即柱体内）

（。即柱体外）（ ln 2 , ln 2 00R r R r r U R r r r r U a a επλεπλ

其中假设a r 处为零电势参考点。且a r 处位于圆柱柱面外部。（即a r >R ）。若选取带电圆柱柱面处为零电势参考点。（即()0=R U ）。那么，其余各处的电势表达式为：

()()()()??

?

??≥-=≤≤=即在圆柱面外即在圆柱面内 ln 2 0 0 0R r R r r U R r r U επλ 5、均匀分布的无限长带电圆柱体（体电荷密度为ρ、半径为R 。）

电场强度矢量： ()()()()???

?

???

≥=≤≤=圆柱体外圆柱体内 2 0 2 2

020R r r r R r E R r r r E ρρρρερερ 电势： ()()()()???

?

???≥+-=≤≤-=圆柱体外圆柱体内

ln 2 4 0 4

02

0202

R r r R R R r U R r r r U ερερερ 其中假设圆柱体轴线处为零电势参考点。即()00==r U 。

6、均匀分布的带电圆环（带电量为q ；圆环的半径为R 。）在其轴线上x 处的电场强度和电势

电场强度矢量： ()()

02

3

2

2

41x R

x

qx

x E ρ

ρ

+=

επ。其中0x ρ为轴线方向的单位

矢量。

讨论： （a ）当 2

0 4 )( x i

q x E x R x p επρ?

∞→>>时或。此时带电圆

环可视为点电荷进行处理。 （b ）当0)0( 0 =→<

电势： ()()2

1

220 41R x q

x U +=

επ 。其中电势的零参考点位于无穷远处。

带电圆环在其圆心处的电势为： R

q x U x 004)(πε=

= 。

7、均匀分布的带电直线（其中，线电荷密度λ，直线长为l ） （1）在直线的延长线上，与直线的端点距离为d 的P 点处：

电场强度矢量： ()()i d l d i d l d l d E p ρρ??

? ??+-=+=11 4 400επλεπλ 。

()d

d l d U p +=

ln 40επλ 。 （2）在直线的中垂线上，与直线的距离为d 的Q 点处：

电场强度矢量为：

()j d l d l

j d l d l d E Q ρρ2202

2042 42 4+=+??

? ??=επλεπλ 。

电势：

()222202222

044ln 42222ln

4d

l l d l l d l l d l l d U Q ++-++=+??

?

??+-+???

??+=επλεπλ

。

（3）在直线外的空间中任意点处：

电场强度矢量： ()j E i E r E y x ρ

ρ+= 。 其

中

：

()()???

????

-=-=210120

4 4 θθεπλ

θθεπλCos Cos E Sin Sin E y x 。 或者改写为另一种表示式:

即: k E r E z r E z r p ρ

+=0

),( 。

其中：

???

??

?

??????

?????????????++--+=????????????++++++--++-+-=2222022

2222220)2(1

)2(1 4 )2()2()2(1)2()2()2(1 4 l z r l z r E l z r l z r l z l z r l z r l z r E z r επλεπλ

电势： 2

22

20)2

(2)2(2ln 4l

z r l z l

z r l z U p -++-++++

=επλ 。 （4）若带电直线为无限长时，那么，与无限长带电直线的距离为d 的P 点处： 电场强度矢量： ()()r r r E d d d E p p ρ2

000 2 2επλ

επλ==或 。

电势： ()()r

r r U d d d U p p 0000ln 2 ln 2επλεπλ==

或 。其中假设d 0或（r 0）为电势的零参考点。

（5）半无限长带电直线在其端点处：（端点与带电直线的垂直距离为d ）

电场强度矢量：d

E E j E i E E y x y x 0 4 επλ

==+=其中。

ρ

ρρ 。

8、电偶极子P ρ

的电场强度和电势

（1）在电偶极子的延长线上x 处：其中（X >>l ）

电场强度矢量：()()3

0302 41 2 41r

P

r E x P x E ρ

ρρρεπεπ==或 。

电势： ()()2

020 41r U 41r

P

x P x U επεπ==

或 。 （2）在电偶极子的中垂线上y 处：其中（Y >>l ）

电场强度矢量： ()3

0 41y

P

y E ρ

ρεπ-= 。 电势： ()0 410=??

?

??-+=

r q r q y U επ 。 （3）在空间中任意点r 处：其中（r >>l ）

电场强度矢量：（采用平面极坐标系）

()13 4 2 412200303

0+=??

?

??+=

θεπθθθεπCos r P E r PSin r r pCos r E 其大小为ρ ，

方向为??? ??=?

??

? ??==--θ?θθtg tg E E tg E E

arctg r

r 2111。其中?为E ρ与0r 之间的夹角。 电势：()3

02 41 41r r

P r Cos P r U o ρ

ρ?=

=επθεπ 。 电场强度矢量的另一种表达式为：

上式电场强度矢量的表达式就是将电场强度E ρ矢量分解在电偶极矩e P ρ和矢径r ρ

的方向上。可以证明：该表达式与电场强度的平面极坐标表达式是相等的。

若采用二维笛卡尔坐标系（平面直角坐标系）：

因为各物理量之间的关系为：。

， r

x

Cos 2

2

222y

x x y x r +==

+=θ 所以电势的表达式为： ()()

2

3

2

20 41y x Px

r U +=

επ 。

而电场强度的表达式为： j E i E E y x ρ

ρρ+= 。 其中：

()

()()

。， 3 41 2 412

5

2

202522220y x Pxy y U E y x y x P x U E y

x +=??-=+-=??-=επεπ

其大小为：()

2222

2022

4 41y

x y

x P E E E y

x

++=+=επ 。 若采用三维笛卡尔坐标系（即三维直角坐标系）则有如下关系式：

。

， 2

2

2

2222z

y x z r

z

Cos z y x r ++==++=θ 那么，电势的表达式为： ()()2

32220 41z y x z

P r U ++=

επ 。

而电场强度的表达式为： k E j E i E E z y x ρρ

ρρ++= 。 其中：

()(); z x 3 4 3 42

5

2220252220++=??-=++=??-

=y z

y P y U E z y x z x P x U E y x επεπ； ()[]r p r p r E e e ??3413

0ρρρ?+-=επ方向的单位矢量。为矢径式中：r r r ρ0?=

()

(

)

。 2 42

52222

220z y x y x z P z U E z ++--=??-=επ

9、带电圆盘在其轴线上距离圆心为x 点处：

电场强度矢量： i R x x

x E p ρ

???? ??+-=

220

12)(εσ

。 对上式结果进行讨论：

（a ）当 02

020 4)( 4)( x r r

q r E i x q x E R x p p επεπ??∞→>>或时或ρ 此时带电圆盘可视为点电荷进行处理。

（b ）当。则，

时或 2)( 0 0

i x E x R x p ρ

εσ?→<<即此时带电圆盘可视为无限大带电平板进行处理。

电势： ()

x x R

x U p -+=

22

2)(εσ 。

带电圆盘在其圆心处附近处的电势为：　。　

02)(εσR x U x =

= 10、均匀分布的带电半球面在其球心处：（球面的面电荷密度为σ，球面的半径为R 。）

电场强度矢量： i E ρ

04εσ=

。 电势： 。 42 )(00R

Q

R x U p επεσ==

此时电势并不是?

∞

?=

)(r d E x U o p ρ，因为0

4)()(εσ=≠x E x E o 。

几种典型带电体的场强和电势公式

几种典型带电体的场强和电势公式

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几种电荷分布所产生的场强和电势 1、均匀分布的球面电荷（球面半径为R ，带电量为q ） 电场强度矢量：?? ???<=>=）（球面内，即。）（球面外，即R r r E R r r r q r E 0)( , 41)( 3 επ 电势分布为：()()??? ???? ==（球内）。（球外）， 41 41 0 0 R q r U r q r U επεπ 2、均匀分布的球体电荷（球体的半径为R,带电量为q ） 电场强度矢量：??? ? ??? >=<=）（球体外，即。）（球体内，即，R r r r q r E R r R r q r E 41)( 41)( 3030 επεπ 电势分布为：()()() ??? ? ??? <-=>=即球内）（。即球外）（， 3 81 41 3 2 20 0 R r R r R q r U R r r q r U επεπ 3、均匀分布的无限大平面电荷（电荷面密度为σ） 电场强度矢量：离无关。）（平板两侧的场强与距 ) (2)(0 i x E ±=εσ 电势分布为： ()()r r r U -= 00 2εσ 其中假设0r 处为零电势参考点。若选取原点（即带电平面）为零电势参考点。即00=U 。那么其余处的电势表达式为： ()()??? ? ??? ≤=≥-=0 2 0 2 00x x x U x x x U εσ εσ 4、均匀分布的无限长圆柱柱面电荷（圆柱面的半径为R ，单位长度的带电量 为λ。） 电场强度矢量 ?? ??? <=>=，即在柱面内）（。即在柱面外）（，R r r E R r r r r E 0)( , 2 )( 2 επλ

带电球体电场与电势的分布

带电球体电场与电势的分布 王峰 （南通市启秀中学物理学科 江苏 南通 226006） 在高三物理复习教学中，遇到带电体的内、外部场强、电势的分布特点问题时，我们一般以带电金属导体为例，指出其内部场强处处为零，在电势上金属体是一个等势体，带电体上的电势处处相等；但对带电金属导体的内、外部场强、电势的大小的分布特点及带电绝缘介质球的内、外部电场、电势的大小分布很少有详细说明；而在电场一章的复习中，常常会遇到此类问题，高三学生已初步学习了简单的微积分，笔者在此处利用微积分的数学方法，来推导出上述问题的答案，并给出相应的“r E -”和“r -?”的关系曲线图，供大家参考。 本文中对电场、电势的分布推导过程均是指在真空环境．．．．中，即相对介电常数10=ε； 对电势的推导均取无穷远处为电势零参考点的，即0=∞U 。 1、 带电的导体球：因为带电导体球处于稳定状态时，其所带电荷全部分布在金属球体的表面，所以此模型与带电球壳模型的电场、电势分布的情况是一致的。 电场分布： 1.1.1内部（r

求均匀带电球体的场强分布

1.求均匀带电球体的场强分布。电势分布。已知球体半径为R ，带电量为q 。 解 : (运动学３册)例１—1 质点作平面曲线运动,已知m t y tm x 2 1,3-==， 求：（1）质点运动的轨道方程；(２)s t 3=地的位矢;（3)第２s 内的位移和平均速度;（4）s t 2=时的速度和加速度；（5)时刻t 的切向加速度和法向加速度:（６）s t 2=时质点所在处轨道的曲率半径。 解：（1)由运动方程消去t ，得轨道方程为： 9 12 x y -= (2)s t 3=时的位矢j i j y i x r 89)3()3()33(-=+=,大小为

m r 126481|)3(|≈+=，方向由)3(r 与x 轴的夹角'?-==3841) 3() 3(arctan x y a 表示。 （3)第2s 内的位移为j i j y y i x x r 33)]1()2([)]1()2([-=-+-=?，大小m r 2399||=+=?,方向与与x 轴成?-=??=45arctan x y a ，平均速度v 的大小不能用v 表示,但它的y x ,分量可表示为t y v t x v y x ??= ??= ,。 （4）由,,23当时tj i j dt dy i dt dx v -=+= ,43)2(j i v -= 大小'?-=-=?=+= -853)3 4 arctan( ,5169)2(1a s m v 方向为。 j dt dv a 2-== 即a 为恒矢量，.,21 轴负方向沿y s m a a y -?-== （5）由质点在t 时刻的速度22249t v v v y x +=+= ,得切向加速度 2494t t dt dv a +==τ，法向加速度2 2 2496t a a a n +=-=τ。 注意： ||dt dv dt dv ≠,因为dt dv 表示速度大小随时间的变化率,而||dt dv 表示速度对时间变化率的模,切向加速度τa 是质点的(总）加速度a 的一部分,即切向分量,其物理意义是描述速度大小的变化；法向加速度n a 则描述速度方向的变化。 （6）由s t v a n 2,2 == ρ 时所求的曲率半径为 m a v n 8.202 .125)2(|)2(|2===ρ

几种典型带电体的场强和电势公式

几种电荷分布所产生的场强和电势 1、均匀分布的球面电荷（球面半径为R ，带电量为q ） 电场强度矢量：?? ???<=>=）（球面内，即。）（球面外，即R r r E R r r r q r E 0)( , 41)( 3 επ 电势分布为：()()??? ???? ==（球内）。（球外）， 41 41 0 0 R q r U r q r U επεπ 2、均匀分布的球体电荷（球体的半径为R,带电量为q ） 电场强度矢量：??? ? ??? >=<=）（球体外，即。）（球体内，即，R r r r q r E R r R r q r E 41)( 41)( 3030 επεπ 电势分布为：()()() ??? ? ??? <-=>=即球内）（。即球外）（， 3 81 41 3 2 20 0 R r R r R q r U R r r q r U επεπ 3、均匀分布的无限大平面电荷（电荷面密度为σ） 电场强度矢量：离无关。）（平板两侧的场强与距 ) (2)(0 i x E ±=εσ 电势分布为： ()()r r r U -= 00 2εσ 其中假设0r 处为零电势参考点。若选取原点（即带电平面）为零电势参考点。即00=U 。那么其余处的电势表达式为： ()()??? ? ??? ≤=≥-=0 2 0 2 00x x x U x x x U εσ εσ 4、均匀分布的无限长圆柱柱面电荷（圆柱面的半径为R ，单位长度的带电量 为λ。） 电场强度矢量 ?? ??? <=>=，即在柱面内）（。即在柱面外）（，R r r E R r r r r E 0)( , 2 )( 2 επλ

word图片不显示或显示不全怎么办

word图片不显示或显示不全怎么办 ?我们日常工作使用word的时候，偶尔会突然发现一个奇怪的问题，就是把图片复制到word里之后，就是不显示或是显示半截，显示不全，怎么弄也显示不出来。今天我百思不得其解，请教了公司高手后恍然大悟，特此来分享给大家。如果你也碰到类似的问题，赶紧学习学习吧。 只显示一半截 1. 1 ?复制图片粘贴到word之后，发现总是只显示一点点，显示不全，就这么一半截，点到图片上面，其它的部分是框框，急死了，怎么办？赶紧看下面。 2. 2 ?告诉原因是：这个word文档设定了固定的行距而导致的，上面的显示永远显示的一小半截其实就是一行的宽度，是不是。 那么接下来，我们就来解决这个问题吧：选择图片，在开始界面，点击如图所示段落下面的小箭头。 3. 3 ?在弹出的段落格式对话框中，你会发现，它的行距是设定的固定值，如图所示。如果你的也是，那么也是这个问题了。 4. 4 ?那么，接下来就简单了，直接修改行距，把固定值修改为其它任何一个都行，我这里就选择了1.5倍行距为例。都一样的，不影响。 5. 5 ?确定之后，你回到word图片，就会发现你的图片显示完全了吧，轻松搞定！ END 完全不现实 1. 1 ?有时候我们接到同事一个word，打开发现图片完全不显示，只有一个框框，连像上面说的半截，一行都没有，那这又是怎么回事呢？下面解释：

2. 2 ?其实，这个也是word里的一个简单设定搞的鬼，就是word里显示图片框的设置来决定的。是不是就显示一个框。 那么我么开始操作：点击word左上角office标准，下拉菜单——》word选项，如图。 3. 3 ?在弹出的对话框中，选择高级——》下拉滚动一下，看到显示文本内容——》你会看到一个显示图片框的选项给勾选上了，把勾去掉就可以了。如图。 4. 4 ?确定之后，你就会发现，一切又恢复正常了。搞定！ 你学到了吗？

高考物理场强、电势的“比较”和“运算”

场强、电势的“比较”和“运算” ——’08备考综合热身辅导系列 山东平原一中 魏德田 2531000 “电场强度”和“电势”是高中物理电学中两个最基本、重要的物理概念。前者反映电场的力的性质，进而由于电场力对电荷（或带电物体）作用、做功，导致其运动状态、电势能等发生变化。后者则反映电场的能的性质，进而由于电荷（或带电物体）在电场中不同位置存在的电势差，导致在电场内移动电荷时发生系统电势能的变化。而运动学、动力学以及电场线、等势面、静电平衡等等知识的穿插、渗透，更使此类试题花样迭出、浩若烟海，成为高中物理中一道“亮线”。下面仅就同一电场内各点“场强、电势（能）的比较” 和 “场强的合成与分解”两个问题，做些粗略而简要的分析。 一、破解依据 欲解此类问题，大致应用以下几条依据。 ㈠ 同一电场内各点“场强的比较”：⑴电场线 “密度大处场强大”；反之则小；“密度一致”，则场强“相等”。⑵对带电体和直、交流电路，电荷面密度大处场强大；反之则小一些；⑶也可根据d U E r kQ E q F E AB ===、、2定量求解。 ㈡同一电场内各点“电势（能）的比较”：⑴同一曲（或直）电场线上各点的电势，“沿电场线方向逐点降低”。⑵正（或负）静止电荷仅受电场力作用时,必定移向电势低（或高）处；运动电荷则另作别论。⑶电场力做正（或负）功，等于正电荷的电势（能）的减少（或增加），等于负电荷的电势能的减少（或增加）、电势的增加（或减少）。亦即q q W B A AB B A εε??-==-所透露之意。⑷直（或交）流电路中各点的电势，外电路“沿电流方向逐点降低”；内电路则“与此相反”。 ㈢“场强的合成与分解”： ⑴“共线”点电荷场强的合成与分解,类似沿同一直线的力的矢量运算；“不共线”时，则应用平行四边形定则。⑵均匀带电薄板的场强（见例题7），可采用“等效代换”法。⑶大量“点电荷元”求其合场强，宜采用“累积法”。 注：除非特别说明，均不可忽略场强方向；电势的合成和分解，宜用代数加减法，讨论从略。 二、解题示例 ㈠场强、电势的比较 [例题1](’06上海)A 、B 是一条电场线上的两点,若在A 点释放一初速为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线 从A 运动到B ，其速度随时间变化的规律如（图—1）图所示. 设A.B 两点的电场强度分别为E A 、E B ,电势分别为U A 、U B ， 则( ) A.B A E E = B.B A E E < C.B A U U = A B O v

电场强度和电势

电场强度和电势 编稿：董炳伦审稿：李井军责编：郭金娟 目标认知 学习目标 1．理解静电场的存在，静电场的性质和研究静电场的方法。 2．理解场强的定义及它所描写的电场力的性质，并能结合电场线认识一些具体静电场的分布；能够熟练地运用电场强度计算电场力。 3．理解并能熟练地运用点电荷的场强和场强的叠加原理，弄清正、负两种电荷所产生电场的异同，以此为根据认识电荷系统激发的场。 4．类比重力场理解电场力的功、电势能的变化、电势能的确定方法、电势的定义以及电势差的意义；理解电势对静电场能的性质的描写和电势的叠加原理。 5．明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系。 学习重点 1．用场强和电势以及电场线和等势面描写认识静电场分布。 2．熟练地进行电场力、电场力功的计算。 3．学会认识静电场的描写静电场的方法、手段。 学习难点 1．电势这一概念建立过程的逻辑关系以及正、负两种电荷所导致的具体问题复杂性。 2．用场强和电势以及它们的叠加原理认识电荷系统的静电场等。 知识要点梳理 知识点一：电场强度和电场线 要点诠释： 1．静电场及其特点 （1）电荷间的相互作用力是靠周围的电场产生的。 （2）电场是一种特殊物质，并非分子、原子组成，但客观存在。 （3）电场的基本性质是：对放入其中的电荷（不管是静止的还是运动的）有力的作用，电场具有能量。 2．静电场的性质 （1）电场强度的物理意义是描述电场的力性质的物理量，数值上等于单位电荷量的电荷在电场中受到的电场力，单位是N / C。 （2）电场力的二个性质：

①矢量性：场强是矢量，其大小按定义式计算即可，其方向规定为正电荷在该点的受力方向。 ②唯一性：电场中某一点处的电场强度E的大小和方向是唯一的，其大小和方向取决于场源电荷及空间位置。 电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性（形成电场的电荷及空间位置） 决定的，虽然，但场强E绝不是试探电荷所受的电场力，也不是单位正试探电荷所受的电场力，因为电场强度不是电场力，电场中某点的电场强度，既与试探电荷的电荷量q 无关，也与试探电荷的有无无关。因为即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然是原有的值。 3．总电荷的电场强度 大小：，Q为场源点电荷，r为考察点与场源电荷的距离。 方向：正点电荷的场中某点的场强方向是沿着场源电荷Q与该点连线背离场源电荷；负的场源电荷在某点产生的场强方向则是指向场源电荷。 4．场强叠加原理 若在某一空间中有多个电荷，则空间中某点的场强等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和。 说明： （1）点电荷的场强和场强的叠加原理是计算任何电荷系统产生场的理论基础，尽管对复杂的电荷系统计算是不易做到的。 （2）场强的叠加原理必须注意到它的矢量叠加的特点，必须用平行四边形法则计算。 5．关于电场线以及对它的理解 （1）电场线的意义及规定 电场线是形象地描述电场而引入的假想曲线，规定电场线上每点的场强方向沿该点的切线方向，也就是正电荷在该点受电场力产生的加速度的方向（负电荷受力方向相反）。 （2）电场线的疏密和场强的关系的常见情况 按照电场线的画法的规定，场强大的地方电场线密，场强小的地方电场线疏。在图中，E A＞E B。 但若只给一条直电场线，如图所示，A、B两点的场强大小无法由疏密程度来确定，对

均匀带电球面和载流柱面上场强的计算

均匀带电球面和载流柱面上场强的计算 摘要：对于均匀带电球面上一点的电场强度和无限 长均匀载流柱面上一点的磁感强度问题，无法采用教材中常用的静电场高斯定理和磁场安培环路定理求解，该文分别用电场和磁场叠加原理进行了求解，得到了该问题的具体表达式。 关键词：均匀带电球面均匀载流柱面高斯定理安培 环路定理叠加原理 中图分类号：O411 文献标识码：A 文章编号：1674-098X （2016）02（c）-0159-02 在求解均匀带电球面上电场强度分布时，一般都是通过静电场的高斯定理求解，但是对于理想的均匀带电球面来讲，这种方法只能求出球面内部和外部的电场强度分布，而对于球面上一点的场强，由于无法确定高斯面内电荷分布而无法利用高斯定理求解，对两边取极限的方法也无法求出，有些教材只指出在球面上场强值不连续或有一突变[1，2]，但并 没给出具体值。同样，在求解无限长均匀载流柱面磁感应强度分布时，一般都是磁场安培环路定理求解，而对柱面上一点的磁感应强度，这种方法也同样由于无法确定环路包围的电流强度大小而无法求解，该文对这两个问题分别采用场叠加原理进行了计算。

1 均匀带电球面上一点的电场强度 图1为一半径为的均匀带电球面，带电量为，根据电场的高斯定理，可求得球面内外的电场强度分布为[3]：该结论并没有给出球面上任一点（即）处的电场强度，原因在于对理想的均匀带电球面，利用高斯定理求解该位置处电场强度时，无法确定高斯面内包围的电荷量。该问题可通过叠加原理进行求解。为求球面上任一点点的电场强度，建立图示的坐标系，并将球面分割为无数多个半径不同的无限窄的环带，在坐标处、取高度为的环带如图1所示，环带面元面积为： 所带电量为： 根据带电圆环轴线上一点的场强公式可得所取环带在 点的电场强度大小。 由于各环带在点产生的电场强度方向均沿轴正方向，所以整个球面在点产生的电场强度为： 利用几何关系及可得点总场强： 与球面内外场强分布比较可知，该处场强发生了一突变。 2 无限长均匀载流柱面上一点的磁感强度 图1所示示为一半径为、电流沿轴向均匀分布的无限长圆柱面的截面图，总电流强度为，根据磁场的安培环路定理，可得柱面内外的磁感强度分布为[3]： 为求柱面上任一点点的电场强度，建立图1所示的坐标

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点

匀强电场 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场 － － － － 点电荷与带电平+ 孤立点电荷周围的电场 几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表重点 一、场强分布图 二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点，场强为零。 孤立 的 正点 电荷 电场 线 直线，起于正电荷，终止于无穷远。 场强 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点 组成的球面上场强大小相等，方向不同。 电势 离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为正。 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。 孤立的 负点电荷 电场线 直线，起于无穷远，终止于负电荷。 场强 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点 组成的球面上场强大小相等，方向不同。

电势 离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点 组成的球面是等势面，每点的电势为负。 等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。 等量同种负点电荷电场 线 大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条 电场线是直线。 电势每点电势为负值。 连 线 上 场 强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大 小相等，方向相反，都是背离中点；由连线的一端 到另一端，先减小再增大。 电 势 由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势最 高不为零。 中 垂 线 上 场 强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大 小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点；由中 点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置 场强最大。 电 势 中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至零。 等量 同种 电场大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条

电势能、电势、电势差、电场强度、电场力做功之间的区别及联系

电势能、电势、电势差、电场强度、电场力做功之间的区别及联系 发表时间：2011-09-06T14:29:00.983Z 来源：《中学课程辅导•教学研究》2011年第16期供稿作者：戴尚勇 [导读] 电势差与电势的关系：UAB=φA-φB，UBA=φB-φA。 戴尚勇 摘要：在高中物理学习过程中，学生总是对电势能、电势、电势差、电场强度、电场力等概念混淆不清。为了解决这一难题，本文总结分析了这几个物理量的概念和特点，并找出了它们之间的区别和联系。 关键词：电势能；电势；电势差；电场强度；电场力做功；区别；联系 作者简介：戴尚勇，任教于陕西省安康市石泉中学。 电势能、电势、电势差、电场强度、电场力作功是静电场中非常重要的概念,具有抽象、复杂、难以区别的特点。笔者通过多年的教学发现大部分学生对这一部分知识掌握得都不好，基本的概念都无法辨别清楚，更别说理解它们之间的联系和区别。鉴于此，笔者对教材内容进行了创新，认真总结了这几个物理量的规律和特点，并找出了它们之间的区别和联系，使得知识脉络清楚，便于学生理解和学习。下面我们就来一起分享笔者的总结成果。 一、电势能 1.定义：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。 2.电势能的单位：焦耳，符号为J。 3.电势能零点的选取,若要确定电荷在电场中的电势能，应先确定电场中电势能的零位置。零势能处可任意选择,常取无限远处或大地的电势能为零点。 4.电荷在电场中某点具有的电势能等于将该点电荷由该点移到电势零点电场力所做的功。电势能反映电场和处于其中的电荷共同具有的能量。 5.静电力做功与电势能变化的关系：电场力做多少功，电势能就变化多少。 6. 如何比较电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低: 将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在A点的电势能小于在B点的电势能。 二、电势 1.定义：在电场中，某点电荷的电势能跟它所带的电荷量之比叫做这点的电势。电势是从能量角度上描述电场的物理量（电场强度则是从力的角度描述电场) 。 2.电势符号是φ，单位是伏特，符号：V。 3.电势只有大小，没有方向，是标量。 4.物理意义：(1)由电场中某点位置决定，反映电场能的性质。(2)与检验电荷电量、电性无关。(3)表示将1C正电荷从参考点移到零势点电场力做的功。 5.电势是一个相对量，其参考点是可以任意选取的。在具体应用中，常取标准位置的电势为零。电势只不过是和标准位置相比较得出的结果。我们一般取地球为标准位置，在理论研究时，常取无限远处为标准位置。 6.电势的特点：不管是正电荷的电场线还是负电荷的电场线，只要顺着电场线的方向总是电势减小的方向，逆着电场线总是电势增大的方向。 7.等势面：电场中电势相等的点构成的面。 三、电势差 1.定义：电势差是指电场中两点之间电势的差值，也叫电压，用字母U表示。 2.在国际单位制中，电势差的单位是伏特，简称为伏，符号是V。 3.公式：UAB=WAB/q，电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与电荷量的比值叫做A、B两点的电势差。 4.物理意义：（1）由电场中两点位置决定，反映电场能的性质。（2）与检验电荷电量、电性无关。（3）表示移动单位正电荷，电场力做的功。（4）电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关。 5.电势差是标量，但有正、负，正、负只表示哪点电势高，哪点电势低。 6.电势差的数值与零电势点的选取无关。 7.电压和电势差是同一个物理概念的两种不同说法。电压和电势差的区别就是电势 差有正负，而电压不提正负。 四、电场强度 1.定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，简称场强。 2.定义式：E=F/q，F为电场对试探电荷的作用力，q为放入电场中某点的试探电荷的电荷量，适用于一切电场。 3.电场强度国际单位：牛／库（N／C）。 4.电场强度是矢量，规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向，与负电荷受力方向相反。 5.物理意义：描述电场强弱的物理量。电场强度的大小取决于电场本身，或者说取决于激发电场的电荷，与电场中的试探电荷无关。 6.真空中电荷场强公式：E＝kQ/r2 （与检验电荷q无关，仅与场电荷Q及r有关）。 五、电场力做功 通常可以利用以下几种方法计算电场力所做的功。 1.利用计算，F应为恒力，只能在匀强电场中使用。 2.利用计算，电场力做功过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程。在已知电荷的电势能时，利用计算电场力做的功比较方便。 3.利用计算电场力做功，式中各个量可以取绝对值，功的正负则根据电场力的方向和位移的方向来判断；也可以将q，的正负号代入

带电球体电场及电势的分布.docx

带电球体电场与电势的分布 王峰 （南通市启秀中学物理学科 江苏 南通 226006） 在高三物理复习教学中， 遇到带电体的内、 外部场强、电势的分布特点问题时， 我们一般以带电金属导体为例，指出其内部场强处处为零，在电势上金属体是一个 等势体，带电体上的电势处处相等；但对带电金属导体的内、外部场强、电势的大 小的分布特点及带电绝缘介质球的内、 外部电场、 电势的大小分布很少有详细说明； 而在电场一章的复习中，常常会遇到此类问题，高三学生已初步学习了简单的微积 分，笔者在此处利用微积分的数学方法，来推导出上述问题的答案，并给出相应的 “ E r ”和“ r ”的关系曲线图，供大家参考。 本文中对电场、电势的分布推导过程均是指在真空环境 中，即相对介电常数 ．．．． 0 1 ； 对电势的推导均取无穷远处为电势零参考点的，即 U 0 。 1、 带电的导体球： 因为带电导体球处于稳定状态时，其所带电荷全部分布在金 属球体的表面，所以此模型与带电球壳模型的电场、电势分布的情况是一致的。 电场分布： 1.1.1 内部（ r

带电球体电场与电势的分布

王峰 （南通市启秀中学物理学科 江苏 南通 226006） 在高三物理复习教学中，遇到带电体的内、外部场强、电势的分布特点问题时，我们一般以带电金属导体为例，指出其内部场强处处为零，在电势上金属体是一个等势体，带电体上的电势处处相等；但对带电金属导体的内、外部场强、电势的大小的分布特点及带电绝缘介质球的内、外部电场、电势的大小分布很少有详细说明；而在电场一章的复习中，常常会遇到此类问题，高三学生已初步学习了简单的微积分，笔者在此处利用微积分的数学方法，来推导出上述问题的答案，并给出相应的“r E -”和“r -?”的关系曲线图，供大家参考。 本文中对电场、电势的分布推导过程均是指在真空环境．．．．中，即相对介电常数10=ε； 对电势的推导均取无穷远处为电势零参考点的，即0=∞U 。 1、 带电的导体球：因为带电导体球处于稳定状态时，其所带电荷全部分布在金属球体的表面，所以此模型与带电球壳模型的电场、电势分布的情况是一致的。 电场分布： 1.1.1内部（r

带电球体电场与电势的分布

带电球体电场与电势的 分布 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

带电球体电场与电势的分布 王峰 （南通市启秀中学物理学科 江苏 南通 226006） 在高三物理复习教学中，遇到带电体的内、外部场强、电势的分布特点问题时，我们一般以带电金属导体为例，指出其内部场强处处为零，在电势上金属体是一个等势体，带电体上的电势处处相等；但对带电金属导体的内、外部场强、电势的大小的分布特点及带电绝缘介质球的内、外部电场、电势的大小分布很少有详细说明；而在电场一章的复习中，常常会遇到此类问题，高三学生已初步学习了简单的微积分，笔者在此处利用微积分的数学方法，来推导出上述问题的答案，并给出相应的“r E -”和“r -?”的关系曲线图，供大家参考。 本文中对电场、电势的分布推导过程均是指在真空环境．．．． 中，即相对介电常数10=ε； 对电势的推导均取无穷远处为电势零参考点的，即0=∞U 。 1、 带电的导体球：因为带电导体球处于稳定状态时，其所带电荷全部分布在金属球体的表面，所以此模型与带电球壳模型的电场、电势分布的情况是一致的。 电场分布： 1.1.1内部（r

word文档公式对不齐、公式显示不全与图片显示不全之完美解决方案

在使用微软的office中的Word写作工程中，如果是从其他地方拷贝进来的公式，那么如果用格式刷刷过后，会出现对不齐的现象，一般都是公式比文本高一点，如图1所示： 图1 文本和公式对不齐 出现这个问题的原因是公式是拷贝进来的，其大小和样式与文字大小样式不统一。那么对于版式为嵌入型的公式和版式为嵌入型得图像显示不全，原因也是由于文本格式（样式）满足不了公式和图像的显示，因此必须调整公式与图像的格式，只要调整其段落中的间距项就可以了。 二出现这个问题有两个坚决方案： （1）双击公式，进入公式编辑器，Ctrl+A全选，然后再Ctrl+X剪切，接着再Ctrl+V粘贴，最后关闭公式编辑器MathType回到Word，就对其了，此种方案适合公式少的情况。 （2）在正文的输入某个公式，在收入完公式后，不要退出公式编辑器MathType,单击其Prefereme nces菜单,Prefereences菜单随即展开，把鼠标移到Equation Preferences 子菜单处， Equation Pr eferences 子菜单随即展开，在其展开的菜单中把鼠标移到Save to Preferences for New Equation 单击。如图2所示：

图2 MathType保持一个Preference（偏好） 退出MathType，接着在Word的MathType菜单中，找到Format Equations并单击，调出Format Equations，如图3所示： 图3 Format Equations对话框 确定如图3所示，是选中了“MathType's New Equation preferences”，然后单击OK，实现完全对齐了。 那么最后可能会出现如矩阵或者方程组等公式（其由多行组成）显示不全，这主要是因为段落中的行间距使用了固定间距的问题，选中显示不全的公式，调出word中的段落设置对话框，

场强,电势,电势能关系

类比理解会比较容易场强类比于重力加速度电势类比于高度电势能类比于重力势能 假设空间某处有一电荷+q 则它会在空间产生电场这个电荷+q 就相当于地球而其产生的电场就相当于是地球产生的重力场 当有一个电子进入到此电荷的电场时，这个电子就会受到此电场的作用 表现的形式就是受到引力作用 就好比一个物体进入到地球的重力场而受到地球的吸引一样 场强：就是描述这个电场的强度 只和产生这个场强的东西有关 和别的都没关系就像重力加速度我们用重力加速度来描述地球对周围物体吸引能力的大小这是地球本身的性质在电学里 我们用场强来描述电场对进入到其内的带电体的吸引能力的大小比如说同样的物体在地球收到的引力和在太阳上收到的引力不同为什么呢是因为两者的引力场不同吸引周围物体的能力不同 那如何描述这种不同呢 就用重力加速度来量化这种不同 重力加速度就是单位质量的物体收到的力 而场强就是单位电荷收到的力 电势：就相当于高度

这两者都是需要规定零点的否则就没有意义两点的高度差越大 则物体在这两点间移动时重力做的功（重力势能）就越多 同理，两点在电场方向上的距离越大 则电荷在这两点间移动时电场做的功（电势能）就越多 电势能：类比于重力势能 （物体进入到某一场后，受到这个场的力的作用 这个力对这个物体在某段位移上做的功的多少就叫势能）物体受到重力的作用而发生的位移 就会有重力势能而电荷进入电场后会受到电场力这个力在某个位移上做的功就是电势能 1 电势能大小的比较。 A、场电荷判断法 离场正电荷越近，检验正电荷电势能越大；检验负电荷电势能越小；离场负电荷越近，检验负电荷电势能越大；检验正电荷电势能越小。可简记为：同种电荷距离越近，电势能越大，异种电荷距离起远，电势能越大。 B、电场线法 正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐

均匀带电球体表面电场强度的计算 论文

摘要 因此均匀带电球体表面电场强度使用高斯定理不能获得，因为高斯定理是一个几何表面，表面电荷也利用几何模型，当高斯分割和表面电荷，表面电荷不能被视为一个几何面，与普通物理的电磁学教材在讨论均匀表面电荷产生的电场强度分布不计算表面电场。本文介绍了叠加原理，点电荷球形均匀一个任意点的磁场强度值，表面磁场强度为球形面很近球形点电场强度平均值，并从外地叠加原理的两种方法求出了均匀带电球面电场强度值。 关键词： 带点球面；电场强度；叠加原理；电荷面密度；高斯定理；突变 I

Abstract pick due to uniform charged sphere surface electric field intensity using Gauss theorem cannot be obtained, because Gauss's theorem is a geometric surface, surface charge is also using the geometric model, when Gauss segmentation and surface charge, surface charge cannot be regarded as a geometric surface, and general physics electromagnetics teaching materials in the discussion of uniform charged surface electric field intensity produced by distribution are not calculated spherical electric field intensity of. This paper introduces the principle of superposition of point charge and spherical uniform with an arbitrary point of the field strength value, the surface field strength for spherical sides very near spherical point field strength average value, and from the field superposition principle by two kinds of method to seek out the uniformly charged spherical surface electric field strength value. Keywords: with spherical; electric field intensity; superposition principle; surface charge density; Gauss theorem; mutation II

几种典型带电体的场强和电势公式

几种电荷分布所产生的场强和电势1、均匀分布的球面电荷（球面半径为R，带电量为q） 电场强度矢量： 电势分布为： 2、均匀分布的球体电荷（球体的半径为R,带电量为q） 电场强度矢量： 电势分布为： 3、均匀分布的无限大平面电荷（电荷面密度为σ） 电场强度矢量： 电势分布为： 其中假设处为零电势参考点。若选取原点（即带电平面）为零电势参考点。即。那么其余处的电势表达式为： 4、均匀分布的无限长圆柱柱面电荷（圆柱面的半径为R，单位长度的带电量为λ。） 电场强度矢量 电势分布为： 其中假设处为零电势参考点。且处位于圆柱柱面外部。（即>R）。若选取带电圆柱柱面处为零电势参考点。（即）。那么，其余各处的电势表达式为： 5、均匀分布的无限长带电圆柱体（体电荷密度为ρ、半径为R。） 电场强度矢量： 电势： 其中假设圆柱体轴线处为零电势参考点。即。 6、均匀分布的带电圆环（带电量为；圆环的半径为。）在其轴线上x 处的电场强度和电势 电场强度矢量： 。其中为轴线方向的单位矢量。 讨论： （a）当 。此时带电圆环可视为点电荷进行处理。 （b）当 。即，带电圆环在其圆心处的电场强度为零。 电势： 。其中电势的零参考点位于无穷远处。 带电圆环在其圆心处的电势为： 。 　7、均匀分布的带电直线（其中，线电荷密度λ，直线长为l） （1）在直线的延长线上，与直线的端点距离为d的P点处：电场强度矢量： 。 。 （2）在直线的中垂线上，与直线的距离为d的Q点处： 电场强度矢量为： 。

电势： 。 （3）在直线外的空间中任意点处： 电场强度矢量： 。 其中： 。 或者改写为另一种表示式: 即: 。 其中： 电势： 。 （4）若带电直线为无限长时，那么，与无限长带电直线的距离为d的P点处： 电场强度矢量： 。 电势： 。其中假设d0或（r0）为电势的零参考点。 （5）半无限长带电直线在其端点处：（端点与带电直线的垂直距离为d） 电场强度矢量： 。 8、电偶极子的电场强度和电势 （1）在电偶极子的延长线上x处：其中（X >>） 电场强度矢量： 。 电势： 。

匀速定轴转动的均匀带电球体的全-

匀速定轴转动的均匀带电球体的全空间磁场分布 摘要：如何求匀速定轴转动的均匀带电球体的全空间磁场分布是电磁学中的一个非常重要的问题。这类问题的解法是多种多样的，可是传统的方法比较繁琐。对于匀速定轴转动的均匀带电球体，本文先运用多种方法求出均匀带电球面的磁场分布，再运用磁场的叠加原理求出匀速定轴转动的均匀带电球体的全空间磁场分布。 关键词：均匀带电球体磁场分布磁场叠加原理磁矢势磁标势 1.引言 求绕对称轴匀速转动的均匀带电球体的全空间磁场分布是电磁学中的一个非常重要问题。这类问题的解法是多种多样的，可是传统的方法比较繁琐。文献[6]从场强的叠加原理出发，用类比的方法，在介绍矢势A、.磁化强度M、和电场强度E三者关系的基础上，给出了一个解决此类问题的新方法。本文首先利用类比的方法，将绕对称轴匀速转动的非导体均匀带电球面等效成均匀磁化介质球，然后用多种方法先求出绕对称轴匀速转动的均匀带电球面的全空间磁场分布，再运用磁场的叠加原理，通过把均匀带电球面看作非常薄的均匀带电球体，利用数学积分计算，从而得到了匀速定轴转动带电球体的全磁场分布。本文用三种方法求出均匀磁化球的磁场强度，从而就能得到绕对称轴匀速转动的均匀带电球体的全空间磁场分布[6]。 2. 均匀带电球面的磁场分布 图1所示的是一半径为R的表面均匀带电的非导体球面，其电荷面密度为，如果这一非导体球面以自身直径为轴并以恒角速度转动，因此将在周围空间中产生磁场。均匀带电球面绕轴转动，所以它的面电流密度为: 由磁化强度M与磁化电流密度错误！未找到引用源。之间的关系式错误！未找到引用源。（其中介质的外法线方向单位矢是n）可得，对于一个均匀磁化介质球而言，其磁化面电流密度大小是： 如图2所示为其分布图像。经过对比可知，在研究产生的磁特性时，可以将以匀角速度绕轴旋转的一个均匀带电的非导体球面，等效成一个均匀磁化介质球体。 比较上面的两个式子可得:对于匀速旋转的非导体均匀带电球面，可等效成为均匀磁化介质球。其等效磁化强度为:

等量的点电荷形成的电场中的场强与电势特点

等量的点电荷形成的电场中的场强和电势特点 一. 等量的同种电荷形成的电场的特点 （以正电荷形成的场为例） 设两点电荷的带电量均为q，间距为R，向右为正方向 1.场强特点: 在两个等量正电荷的连线上，由A点向B点方向，电场强度的大小先减后增，即中点O处, 场强最小为0；场强的方向先向右再向左, 除中点O外，场强方向指向中点O 在两个等量正电荷连线的中垂线上，由O点向N（M）点方向，电场强度的大小先增后减；场强的方向由O点指向N（M）。 外推等量的两个负电荷形成的场 结论：在两个等量负电荷的连线上，由A点向B点方向，电场强度的大小先减后增，中点O处, 场强最小为零；场强的方向先向左再向右（除中点O外）。 在等量负电荷的连线的中垂线上，由O点向N（M）点方向，电场强度的大小先增后减，场强的方向由N（M）指向O点 2.电势特点: 在两个等量正电荷的连线上，由A点向B点方向，电势先减后增，中点O处, 电势最小，但电势总为正。 在两个等量正电荷的连线的中垂线上，由O点向N（M）点方向，电势一直减小且大于零，即O点最大，N(M)点为零 外推等量的两个负电荷形成的场 在两个等量负电荷连线上，由A点向B点方向，电势先增后减，在中点O处, 电势最大但电势总为负；

在两个等量负电荷连线的中垂线上，由O点向N（M）点方向，电势一直增大且小于零，即O点最小，N(M)点为零 二：等量的异种电荷形成的电场的特点 1.场强特点 在两个等量异种电荷的连线上，由A点向B点方向，电场强度的大小先减小后增大，中点O处场强最小；场强的方向指向负电荷在两个等量异种电荷的连线的中垂线上，由O点向N（M）点方向，电场强度的大小一直在减小；场强的方向平行于AB连线指向负电荷一端 2.电势特点: 在两个等量异种电荷的连线上，由A点向B点方向，电势一直在减小，中点O处电势为零，正电荷一侧为正势，负电荷一侧为负势。 等量异种电荷连线的中垂线上任意一点电势均为零即等量异种电荷的连线的中垂线（面）是零势线（面）