大学物理静电场

大学物理静电场Tag内容描述：<p>1、第十章习题解答 10-1 如题图 10-1 所示，三块平行的金属板 A，B 和 C，面积均为 200cm2,A 与 B 相距 4mm，A 与 C 相距 2mm，B 和 C 两板均接地，若 A 板所带电量 Q=3.010-7C，忽略边缘 效应,求：（1）B 和 C 上的感应电荷？（2）A 板的电势（设地面电势为零） 。 分析：当导体处于静电平衡时，根据静电平衡条件和电荷守恒定律，可以求得导体的电荷 分布，又因为 B、C 两板都接地，所以有。 ACAB UU 解：（1）设B、C板上的电荷分别为 、 。因 3 块导体板靠的较近，可将 6 个导体面视 B q C q 为 6 个无限大带电平面。导体表面电荷分布均匀。</p><p>2、60习题11-1.直角三角形的点上，有电荷，点上有电荷，试求点的电场强度(设).解：在C点产生的场强 在C点产生的场强 C点的合场强 方向如图11-2. 用细的塑料棒弯成半径为的圆环，两端间空隙为，电量为的正电荷均匀分布在棒上，求圆心处电场强度的大小和方向.解： 棒长 电荷线密度 若有一均匀带电闭合线圈，则圆心处的合场强为0，有一段空隙，则圆心处场强等于闭合线圈产生电场再减去长的带电棒在该点产生的场强。由于，该小段可看成点电荷 圆心处场强 方向由缝隙指向圆心处11-3. 将一“无限长”带电细线弯成图示形状，设电荷均匀分布，电荷线。</p><p>3、第四节 电势及其与场强的关系 （五个问题） 一.静电场是保守场 保守力作功与路径无关,只与始末状态有关。 物理表现： 数学表现： 例题22.请你证明：静电场是保守场。 证明的思路： 在一个点电荷产生的静电场中移动一个试 探电荷，电场力作功与路径无关,只与始末 状态有关。 第一步： 在一个带电体产生的静电场中移动一个试 探电荷，电场力作功与路径无关,只与始末 状态有关。 第二步： 第三步：还可以推论出一条定律： 重点 二.电势的引入 1.很容易证明，在一个点电荷产生的静电场中 移动一个试探电荷，电场力作功： 2.也可以证明，在一个。</p><p>4、静电场的环路定理 电势 电势叠加 注意: 共同的电势零点 设 点电荷的电势设 例如 均匀带电q、 R的细圆环轴线上任一点的电势。 解1、 解2 例5、带电球壳Q、R，求电势分布 Q R 习题册一p5 9 R1=5.0cm R2=20.0cm Q2 Q1 求:Q1、Q2、零电势的半径 例6、求无限长均匀带电直线的电场中的电势分布 已知场强为： 方向垂直于带电直线。 选取r0 的p0点为电势零点，则距带电直线为 r 的 P点的电势： 点点 电电 荷荷 的的 等等 势势 面面 1、等势面电势相等的点所形成的曲面 五、电场强度和电势的关系 规定：两个相邻等势面的电势差相等 U=C 电偶极子的。</p><p>5、电荷与静电场 第一节 电荷和库仑定律 一.电荷 1.电荷的基本特性 a.电荷只有两种：正电荷（质子），负电荷 （电子）； b.电荷的量是量子化取值 c.微观粒子所带电荷普遍存在一种对称性（反 粒子）； d.遵从电荷守恒定律 e.电量的大小与它的运动速度无关。 2.点电荷的概念 a.点电荷概念的应用条件： b.点电荷是一个宏观范围的理想模型； c.不能将点电荷误认为是带有一定电量的几何 点； *研究带电体之间的相互作用时，若带电体自身的 线度比起它们之间的距离小的多，这些带电体可 看成点电荷; *研究带电体产生的电场时，若带电体自身的线度比。</p><p>6、力学、静电场习题解答 1.3.8 n如图所示，在离地面高h的岸边，有 人用绳子跨过一定滑轮拉一小船靠岸 船在离岸边s远处，当人以匀速率v0 收绳时，试求：船的速度和加速度大 小各为多少？ 解： 沿水平面取x轴，如图 设任意时刻t，船与滑轮间绳长为l 1.3.11 n一物体沿半径为R=0.10m 的圆周运动，其运动方程 为= 2+4t3在国际单位制中，试求：（1）在t=2s时， 它的切向加速度和法向加速度各为多大？（2）当切向 加速度的大小恰好为总加速度的一半时，的值为多少 ？（3）在哪一时刻，切向加速度与法向加速度大小相 等？ 解： 一光滑的瓷碗以角速度。</p><p>7、二、未报名的班级及需要报名的个人可在本周四(9月27 日) 12:3015:30到实验六楼114室继续报名.有问题的 同学也可在该时段进行咨询. 第二课堂通知： 一、原报名B2、B3、B4班的同学，全部改在周四晚上 7:008:30上课，其他班不变。所有第二课堂从10月11日 起开始上课, 教室安排见下表: 周四B 晚上7:008:30 周日A 晚上8:009:30 C102 冯晓娟 A201 葛自明 A204 阴其俊 C202 房毅 周日 B1 晚上8:009:30 周日 C 晚上6:007:30 周日 B2 晚上6:007:30 A202 谢海芬 高斯定理的应用 电场线 静电场 电场强度 电通量 高斯定理： S S 高斯面 r 无限长均匀带。</p><p>8、吴庆文 勘误： 教材P178: q-qB内= 0 应为 q+qB内= 0 第6节 静电场中的导体 电势差： a L1 L2 b 静电势能 电势：电势零点的选取 定义法 叠加法： 静电场的环路定理： 电场力是保守力，静电场是保守力场 ，电场力做功与路径无关。 无旋场 2 等势面： （1）在同一等势面上移动电荷,电场力作功恒为零; （2）电场线与等势面处处正交; （3）电场线方向指向电势降低方向; （4）若相邻等势面电势差相等 等势面密处场强大；等势面疏处场强小。 电势梯度： 点电荷q电场中任意一点P 的电势V () V o 均匀带电q的球面， 任一点P的电势() 3 第6节 静电场。</p><p>9、7-2 静电场 电场强度,一、 电场,两种观点,超距作用,电场,电荷1,电荷2,电场1,电场2,静电场：相对于观察者静止的电荷在周围空间激发的电场。,电场力：电场对处于其中的其他电荷的作用力，电荷间的相互作用力本质上是各自的电场作用于对方的电场力。,二、 电场强度,点电荷(尺寸小),q0足够小，对待测电场影响极小,定义电场强度,电场中某点的电场强度等于单位正电荷在该点所受的电场力。,电场强度的单位：N/C或V/m,有电场强度计算电场力：,电场对正负电荷作用力的方向：,例题7-3 试求电偶极子在均匀外电场中所受的作，并分析电偶极子在非均匀外。</p><p>10、物理学的第二次大综合,法拉第的电磁感应定律： 电磁一体,麦克斯韦电磁场统一理论（19世纪中叶）,赫兹在实验中证实电磁波的存在，光是电磁波.,技术上的重要意义：发电机、电动机、无线电技术等.,11-1 库仑定律Coulombs law Chapter 11 electric field,一 电荷的量子化,二 电荷守恒定律conservation law of charge,在孤立系统中,电荷的代数和保持不变.,强子的夸克模型具有分数电荷（ 或 电子电荷）但实验上尚未直接证明.,（自然界的基本守恒定律之一）,11-1 库仑定律Coulombs law Chapter 11 electric field,SI制,二 点电荷模型point charge。</p><p>11、静止电荷,静电场,2、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和q0，则可肯定： (A) 高斯面上各点场强均为零 (B) 穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为零 (C) 穿过整个高斯面的电场强度通量为零 (D) 以上说法都不对,问题: 是否存在着这样的静电场线?,反证法：设静电场中存在此类电场线，则可作环路,c,d,b,a,违背静电场的环路定理,即平行线必为均匀场, 该电场线不是静电场.,例1、一带电细线弯成半径为R的半圆形，电荷线密度为=0sin, 式中0为常数， 为半径R与x轴所成的夹角(如图所示)。试求环心O处的电场强度,x,y,例2、电荷Q均匀地分布在半径。</p><p>12、1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,静电场习题,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,习题总目录,8-1 在真空中，两个带等值同号的点电荷 相距 0.01m时的作用力为 10-5 N,它们柏距 0.1m时的作用力多大？两点电荷所带的电荷 量是多少？,题号,结束,已知:r1=0.01m, r2=0.1m F1=10-5 N,求: (1) F2 ; (2) q,题号,结束,8-2 在平面直角坐标系中，在x = 0, y =0.1m处和在x = 0, y = -0.1m处分别放 置一电荷量q =10-10 C的点电荷。求 （1）在 x =0.2m, y =。</p><p>13、极 光,电 磁 学,（Electromagnetism）,电 磁 学 （Electromagnetism）, 电磁学研究的是电磁现象, 电场和磁场的相互联系； 电磁场对电荷、电流的作用； 电磁场对物质的各种效应。,的基本概念和基本规律：, 电荷、电流产生电场和,磁场的规律；, 处理电磁学问题的基本观点和方法,着眼于场的分布,（一般）, 电磁学的教学内容: 静电学（真空、介质、导体） 稳恒电流 稳恒电流的磁场 （真空、介质） 电磁感应 电磁场与电磁波, 对象：,弥散于空间的电磁场，,方法：, 观点：,电磁作用是“场”的作用,基本实验规律,综合的普遍规律,（特殊）,（近距。</p><p>14、真空中的静电场一、选择题1、下列关于高斯定理的说法正确的是（A）A如果高斯面上处处为零，则面内未必无电荷。B如果高斯面上处处不为零，则面内必有静电荷。C如果高斯面内无电荷，则高斯面上处处为零。D如果高斯面内有净电荷，则高斯面上处处不为零。2、以下说法哪一种是正确的（B）A电场中某点电场强度的方向，就是试验电荷在该点所受的电场力方向B电场中某点电场强度的方向可由确定，其中为试验电荷的电荷量，可正可负，为试验电荷所受的电场力C在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的电场强度处处相同D以上说法都不正确3、如图。</p><p>15、第6章,导体和电介质中的静电场,(Static Field in Conductor and Dielectric),电磁学(3),1、导体静电平衡的条件,静电感应,在外电场的作用下，导体表面出现感应电荷的现象。,静电平衡,导体内部和表面都没有电荷作宏观定向运动的状态。,6-4 静电场中的导体和电介质,导体静电平衡的条件,(1) 导体内部的场强处处为零；导体表面附近的场强处处与表面垂直。(电场特征),(2) 导体内部和导体表面处处电势相等，整个导体是个等势体, 导体的表面是个等势面。(电势特征),2、静电平衡时导体上电荷的分布,(1) 导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外。</p><p>16、1 静电场中导体的静电平衡 一.导体的静电平衡 1.静电平衡定义 electrostatic quilibrium,第四章 静电场中的导体,当导体在外电场放置时，导体中的电荷在外 电场作用下，电荷将重新分布,2.导体静电平衡的条件,导体内部和表面无自由电荷的定向移动时，我们说导体处于静电平衡状态。,(1) 导体内部场强处处为0,(2)导体各点电势相等.即导体是等势体，表面是等势面。,时,导体处于静电平衡状态,二.导体上电荷的分布 由导体的静电平衡条件和静电场的基本性质，可以得出导体上的电荷分布。,1.导体体内处处不带电,证明：在导体内任取体积元,体积元任。</p>