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文档简介

1、静电场习题课电势的计算电势能,电场能的计算电势和电场的相互推算导体的静电平衡,电容的计算有介质时高斯定理的应用,P,D,E,的计算1.两块面积为A的大平行导体板,相距为d,且有固定的电势值,分别为0与V伏,若把第三块同样大小的均匀带电薄板放置在现两板的正中央,此带电板所带电量为q.则此带电板的电势为多少?qV分析1:设带电板的电势为U, q=0 时,U?分析2:第三块电板的厚度对U 有影响吗?C2C1qVq1 -(q+q1) (q+q1) -q12.平行板电容器 S d r V 恒定,将电容器中介质全部抽出,则此过程中(1)电容器贮能的改变量W?(2)电场力克服电源非静电力作功A2=? (3)

2、外力作功A3=?分析:(1)K断开时, Q恒定V,W0, A2 =0,A3 0W= A3 (2)K闭合,V恒定Q ,W 0,A30A3= W + A22.平行板电容器 S d r V 恒定,将电容器中介质全部抽出,则此过程中(1)电容器贮能的改变量W?(2)电场力克服电源非静电力作功A2=? (3)外力作功A3=?3.黄铜球浮在相对介电常数为r 的油槽中,球的一半浸在油中,球的上半在空气中,已知球上净电荷Q,问球的上下部分各有多少电荷?(10.29)C1 Q1C2 Q2分析:设上、下半球的电容和电量分别为(C1、Q1)、 (C2、Q2),并假设没槽足够大,可忽略边缘影响。dqQEEqEQ4.有

3、一无限大接地金属板,在板前d处有一电量为q的点电荷.试计算(1)金属板表面附近的电场强度.(2)金属板表面上感应电荷面密度.dqdqQE内=0EqEQdqQE外EqEQdqQE外EqEQOXY解法2:镜象法5 一半径为 R 的“无限长”圆柱形带电体,其电荷体密度为 = A r ( r R ),式中 A 为常数。求 (1)圆柱体内、外各点场强大小分布; (2)选距离轴线为 l ( l R )处为电势零点,计算圆柱体内、外各点的电势分布。解:(1)取高斯面,由高斯定理(2)由定义:6. 电荷面密度分别为 +和 -的两块“无限大”均匀带电平行平面,处于与平面垂直的 X 轴上的 +a 和 -a 的位置

4、上。设坐标原点 O 处电势为零。求空间的电势分布表示式并画出其曲线。解:由高斯定理得场强分布7. 在一接地导体球壳 A 内有一同心带电导体球 B ,A 外有电量为 Q 的点电荷。已知点电荷与体球壳 A 的球心距离为 R ,球壳 A 的外表面半径为 a。求 A 外表面的总电量。解:设 B 球外表面带电为 ,则 A 球内表面带电为 ,A 球外表面带电为 球心电势为又球心电势为各带电体电势的代数和,则显然(1)=(2),即得解法2:由静电屏蔽可知,对于A球壳外表面的总电量而言,球壳A等效于实心导体球。8. 两半径为 a 、b (ab)的同心金属球面之间有电势差 V ,问内球面的半径多大才能使这一表面附近的电场最小(10.14作业题)。解:设

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