【5A文】大学物理静电场习题课.ppt

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1、一、一个实验定律：库仑定律【5A文】大学物理静电场习题课（所有电荷代数和）有源场（与等价）（保守场）二、两个物理概念：场强、电势；三、两个基本定理：高斯定理、环流定理1.点电荷的电场的计算四、电场强度的计算2.点电荷系的电场的计算设真空中有n个点电荷q1,q2,…qn，则P点场强典型例子：电偶极子中垂线上延长线上3.连续带电体的电场的计算（积分法）电荷元表达式体电荷面电荷线电荷思路（1）一均匀带电直线在任一点的电场特例：无限长均匀带电直线的场强有用的结论：（2）一均匀带电圆环轴线上任一点x处的电场（3）无限大

2、均匀带电平面的场强五、高斯定理可能应用的情况：1、球面对称：2、圆柱面对称3、平面对称：1.偶极子2.点电荷3.线电荷4.面电荷已学过的几种电场场强的计算叠加法高斯定理法梯度法六、电势1.定义:2.静电场力作的功与电势差、电势能之间的关系：3.电势叠加原理(1)点电荷的电势分布:(2)点电荷系的电势分布:(3)连续带电体的电势分布:七、求解和U的方法比较：求1、根据对称性应用高斯定理连续分布：求U先求再求U。2、应用矢量叠加原理不连续分布：先求U,再求。3、应用标量叠加原理4.电荷为-5×10-9C的试验电

3、荷放在电场中某点时，受到20×10-9N的向下的力，则该点的电场强度大小为_______________，方向____________．3.静电场中某点的电场强度，其大小和方向与___________________________________相同．（静电场一）单位正试验电荷置于该点时所受到的电场力4N/C向上5.如图所示，真空中一长为L的均匀带电细直杆，总电荷为q，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d的P点的电场强度．总场强为：ＰLddqx(L+d－x)dExO解：设杆的左端为坐标原点O，x轴沿直杆方向

4、．带电直杆的电荷线密度为l=q/L，在x处取一电荷元dq=ldx=qdx/L，它在P点的场强：方向沿x轴，即杆的延长线方向．例3：有一半径为r绝缘细环如图，上半段均匀带+q,下半段均匀带-q,求：细环中心处的电场强度和电势。+++++-----Ox+++++----OxdE+qdqy思路：1、上半段电荷在O点的E+y：dE+dE-+++++----OxdE+qdqyO点：方向：y轴反向。将代入由对称性知Ex=0+++++-----Ox2、O点处电势根据电势叠加原理:讨论若电荷非均匀分布，则O点的电势为多少？1

5、.有两个电荷都是＋q的点电荷，相距为2a．今以左边的点电荷所在处为球心，以a为半径作一球形高斯面．在球面上取两块相等的小面积S1和S2，其位置如图所示．设通过S1和S2的电场强度通量分别为F1和F2，通过整个球面的电场强度通量为FS，则(A)F1＞F2，FS＝q/e0．(B)F1＜F2，FS＝2q/e0．(C)F1＝F2，FS＝q/e0．（D)F1＜F2，FS＝q/e0（静电场二）2.图示为一具有球对称性分布的静电场的E～r关系曲线．请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的．(A)半径为R的均匀带电球面．(B)

6、半径为R的均匀带电球体．(C)半径为R的、电荷体密度为r＝Ar(A为常数)的非均匀带电球体．(D)半径为R的、电荷体密度为r＝A/r(A为常数)的非均匀带电球体．(．3.图示两块“无限大”均匀带电平行平板，电荷面密度分别为＋s和－s，两板间是真空．在两板间取一立方体形的高斯面，设每一面面积都是S，立方体形的两个面M、N与平板平行．则通过M面的电场强度通量F1＝____________，通过N面的电场强度通量F2＝________________．－(sS)/e0(sS)/e0对于闭合曲面，取外法向为正4.半

7、径为R的半球面置于场强为的均匀电场中，其对称轴与场强方向一致，如图所示．则通过该半球面的电场强度通量为__________________．pR2E作业中出现的答案：例5.一半径为R的带电球体，其电荷体密度分布为r=Ar(r≤R)，r=0(r＞R)，A为一常量．试求：球体内外的场强分布．解：在球内取半径为r(r≤R)、厚为dr的薄球壳，该壳内所包含的电荷为在半径为r的球面内包含电荷为以该球面为高斯面，按高斯定理有(本题选自静电场练习二)qr高斯面Rdr易错点：搞清各种方法的基本解题步骤6.有一带电球壳，内、外

8、半径分别为a和b，电荷体密度r=A/r，在球心处有一点电荷Q，证明当A=Q/(2pa2)时，球壳区域内的场强的大小与r无关．证：用高斯定理求球壳内场强：其中：要使的大小与r无关，则应有即：易错点：ra静电场练习三2.如图所示，半径为R的均匀带电球面，总电荷为Q，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r的P点处的电场强度的大小和电势为：(A)E=0，(B)E=0，(C)，(D)，3.把一个均匀带有电荷