高中物理竞赛讲义 电场.doc

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1、专题十一电场【扩展知识】1．均匀带电球壳内外的电场（1）均匀带电球壳内部的场强处处为零。（2）均匀带电球壳外任意一点的场强公式为。式中r是壳外任意一点到球心距离，Q为球壳带的总电量。2．计算电势的公式（1）点电荷电场的电势若取无穷远处（r=∞）的电势为零，则。式中Q为场源电荷的电量，r为场点到点电荷的距离。（2）半径为R、电量为Q的均匀带电球面的在距球心r处的电势（r≥R）,　（r＜R）3．电介质的极化（1）电介质的极化把一块电介质放在电场中，跟电场垂直的介质的两个端面上将出现等量异号的不能自由移动的电荷（极化电荷），叫做电介质的极化。（2）电介质的

2、介电常数电介质的性质用相对介电常数εr来表示。一个点电荷Q放在均匀的无限大（指充满电场所在的空间）介质中时，与电荷接触的介质表面将出现异号的极化电荷q′（），使空间各点的电场强度（E）比无介质时单独由Q产生的电场强度（E0）小εr倍，即E0/E=εr。故点电荷在无限大的均匀介质中的场强和电势分别为，。4．电容器（1）电容器的电容-3-充满均匀电介质的平行板电容器的电容或。推论：。平行板电容器中中插入厚度为d1的金属板。（2）电容器的联接串联：；并联：。（3）电容器的能量。【典型例题】1.如图所示，在半径R=1m的原来不带电的金属球壳内放两个点电荷，其

3、电量分别为q1=-3×10-9C和q2=9×10-9C。它们与金属球壳内壁均不接触。问距球壳中心O点10m处的场强有多大？2．真空中，有五个电量均为Q的均匀带电薄球壳，它们的半径分别为R、、、、，彼此内切于P点，如图所示。设球心分别为O1、O2、O3、O4和O5，求O5与O4间的电势差。-3-3．三个电容器与电动势为E的电源连接如图所示，C3=2C1=2C2=2C。开始时S1、S2断开，S合上，电源对C1、C2充电，断开S。然后接通S1，达静电平衡后，断开S1，再接通S2。求：（1）最后各电容器上的电量。（2）在以上操作中，在电路中产生的焦耳热。-3

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