??1Φe??E?dS?ε0S?qi?1ni 高斯定理从理论上阐述了电场和电荷的关系,并 且提供了一种由源电
荷分布计算电场强度的方法。
一般情况下,由高斯定理只能求出通过某一闭合 曲面的电场强度通量,并不能求出电场中各点的场强。
但是当电荷的分布具有某些对称性时,其电场的 分布也具有一定的对称性,在这种情况下,应用高斯 定理计算场强就比用叠加法计算场强要简单的多。 幻灯片21
用高斯定理求电场强度的一般步骤:
??1E?dSΦe????Sε0?qi?1nini 1.对电场作对称性分析;
2. 根据对称性选择合适的高斯面; 3. 求通过所选高斯面的电通量; 4.应用高斯定理,计算场强。 练习. 幻灯片22 例5-6 有一半径为R 的均匀带电球,带电荷量为 q。(1) 带电球为均匀带电球面时,求其电场分布;(2) 带电球为均匀带电球体时,求其电场分布。
解 均匀带电球面(体)的 电 荷分布具有球对称性,其 电场分布也具有球对称性,即 离开球心距离相等的各点 ( 同 一球面上) 电场强度大小相等,方向均沿着径向。
r q
R O 幻灯片23
??1 Φe???sE?dS?ε0?qi
?E
过所求点 P 作半径为 r 同心高斯球面,穿过该球面的 通量:
??Φe??E?dSS
?
EdS?SS
?E?dS?
?E?4πr
2
无论所求点 P 在带电球面(体)内还是在球面(体)外,上述结论均成立。
R O
?endS
?E
(1) 均匀带电球面
r q r
?q0 < r < R 时: ? P ?
i?0
1 Φe??qi ε0得
由高斯定理
E?4πr?0
2
? E?0
即带电圆球面内,场强处处为零。 幻灯片24
?qi?q
r > R 时:
R O