1、一、点电荷之间的相互作用能,二、连续带电体的静电能,三、电荷在外电场中的能量,一、点电荷之间的相互作用能,以三个点电荷的系统为例.设想依次把 三个点电荷从无穷远处移到所在位置(如图).根据电势的叠加原理,移动各点电荷时外力反抗电场力所作的功分别为,因此,该系统所具有的电势能应为:,Ui 为除qi 以外其他点电荷在qi 处产生的电势的代数和,推广:,点电荷系的相互作用能 为,故点电荷组的相互作用能等于点电荷组中每个点电荷在其他点电荷电场中电势能之和的1/2倍.,例题:如图所示,在一边长为d的立方体的每个顶点上放有一个点电荷-e,立方体中心放有一个点电荷+2e,求此带电系统的相互作用能量.,解:,
2、 8个顶点上的负电荷的相互作用能为12对,即, 6个面上对角顶点负电荷的相互作用能为12对,即,对对角顶点负电荷间的相互作用能为4对,即,立方体中心与8个顶点负电荷间的相互作用能为8对,即,故系统的总相互作用能量为,二、连续带电体的静电能,对电荷连续分布的带电体,设想分割成许多小电荷元 ,则,使,式计算出来的能量称为静电能!,除第i个带电体外其余电荷在r处产生的电势,笫i个带电体在r处产生的电势,讨论:,对N个带电体组成的带电系统的静电能.,设N个带电体的体积 分别为 ,它们在空间r处产生的总电势可 写成两部分:,例题: 求半径为R 带电量为Q 的均匀带电球的静电能,用静电能量的公式,根据对称性和高斯定理得,球内离球心r处的电势为,由此则得,三、电荷在外电场中的能量,