物理竞赛-静电场(吴志坚).ppt

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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，d

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）++++++++