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时间:2020-04-12
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1、静电场江西省萍乡中学吴志坚高中物理竞赛辅导之考点一、库仑定律与电场强度1.电荷守恒定律2.库仑定律练.带电量为Q1和Q2的两正点电荷分别置于水平放置的、半径为R的光滑绝缘圆环直径两端,固定不动。直径右侧圆环上有一带电量q(q>0)的小球,小球可以在圆环上无摩擦滑动。试求小球在半圆环上的平衡位置(用θ表示)以及确定平衡位置的稳定性。(电磁学篇P3)Q1Q2qθo稳定平衡练.三个相同的小球,由三根弹性系数同为k的轻质弹簧连接在光滑水平桌面上,并使其成一等边三角形。弹簧松弛时三角形边长为9cm。若令每个小球带同样的电量q=1.8μC,三角形面积增大到
2、原来的四倍时达到新的平衡。设弹簧绝缘,试确定:(1)弹簧的劲度系数多大?(2)在三角形中心放上第四个小球,它带多少电荷能使三角形面积与弹簧松弛时面积相等?(3)与(2)中相同的电荷系统,固定不动,在沿过三角形中心的垂线与三角形平面距离h=15cm处的一个单位正电荷(1C)受力多少?(电磁学篇P4)例.(1)电荷不能自由移动的半圆环,半径为R1,均匀带电,带电量为Q1。圆心处有一点电荷,带电量为q1。试计算半圆环受到圆心处电荷q1的作用力。(2)电荷不能自由移动的半球面,半径为R2,均匀带电,带电量为Q2。圆心处有一点电荷,带电量为q2。试计算半
3、球面受到球心处电荷q2的作用力。(电磁学篇P5)3.电场强度3)均匀带电球面内外的电场强度分布例.设半径为R的均匀带电球面,带电量为Q。试求:a.球面外距球心为r1处的场强大小;b.球面内距球心为r2处的场强大小;(电磁学篇P10)4)均匀带电球体内外的电场强度分布例.设半径为R的均匀带电球体,带电量为Q。试求:a.球体外距球心为r1处的场强大小;b.球体内距球心为r2处的场强大小;(电磁学篇P10)5)无限长均匀带电直线外的电场强度分布MNABCPθΔθDEFar例.MN是一条电荷线密度为λ的无限长带电直线,纸面为所考察的平面。设P为MN外的
4、任意一点,P到MN的距离为a。求P点处的电场强度。(电磁学篇P11)练.一条无限长、电荷不能自由移动的直线,在A点折成直角,直线上均匀带电,电荷线密度为λ(设λ>0)。在折成直角的直线平面内有点P1,P2,P3和P4四个点,它们与两半直线的垂直距离均为a,如图所示。求四点处的电场强度。(电磁学篇P12)ABCP1P2P3P4练.一半径为R的均匀带电细圆环,带有电荷q。在圆环轴线上有一根很长的均匀带电细线,其一端与环心重合,电荷线密度为λ。求圆环与细线间的相互作用力。(电磁学篇P21)RqO6)无限大均匀带电平板两侧的电场强度分布例.无限大均匀带
5、电平板的电荷面密度为σ(单位面积带电量)。设P为带电平板一侧空间任意一点,P到板的垂直距离为a。求P点处的电场强度。(电磁学篇P13)与P点到平板的距离无关!PDyθΔS1ΔS2ΔSarσ4.场强的叠加原理例.两个带电量均为Q的正电荷,相距2r,求在其连线的中垂线上场强的最大值及位置。(奥赛急先锋P96)例.电量为Q的电荷均匀分布在半径为a的圆环上,求在圆环轴线上,距圆心O点为x处的P点的电场强度。(奥赛急先锋P96)例.三块厚度均匀,长、宽和厚相等的金属板,顺着厚度方向依次排列,金属板的长、宽线度远大于板间间距。如图,已知金属板带电量分别为Q
6、1、Q2、Q3。在不考虑边缘效应的条件下,求各金属板两侧的带电量q1、q2、q3、q4、q5、q6。(电磁学篇P14)Q1Q2Q3q1q2q3q4q5q6q1=(Q1+Q2+Q3)/2q2=(Q1-Q2-Q3)/2q3=(Q2+Q3-Q1)/2q4=(Q1+Q2-Q3)/2q5=(Q3-Q1-Q2)/2q6=(Q1+Q2+Q3)/2例.在厚度为d、长和宽均为无限大的空间中,分布有电荷体密度为ρ的带电物质。求沿厚度方向的空间中电场强度的分布。(电磁学篇P15)xo1237)电偶极子激发的电场电偶极子是一对电量相等(同为q)、符号相反、相隔距离为l
7、的两点电荷组成的系统。通常,只有在考查远离此系统中心位置处的电场时,才称这对电荷为电偶极子。例.q为点电荷的带电量,l的大小为两点电荷间的距离,方向为负电荷指向正电荷。设电偶极子中点为坐标原点o,l方向为极轴方向(z轴方向),r>>l.求:(1)在电偶极子中垂面上、离坐标原点距离等于r的P1点的电场强度E1。(2)在极轴正向、离坐标原点距离等于r的P2点的电场强度E2.(3)在极角等于θ的方向、离坐标原点距离等于r的P3点的电场强度E3。(电磁学篇P15)练.有两个部分重叠的球体,半径分别为R1和R2,两球球心距离o1o2=d,d8、两球重叠部分不带电,不重叠部分均匀带电,电荷体密度分别为+ρ和-ρ。求两球重叠部分(即不带电部分)中的电场强度分布。(电磁学篇P16)++++++++
8、两球重叠部分不带电,不重叠部分均匀带电,电荷体密度分别为+ρ和-ρ。求两球重叠部分(即不带电部分)中的电场强度分布。(电磁学篇P16)++++++++
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