电磁第三章精品课件

1、电磁第三章第1页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-1.点电荷-q位于圆心处，A、B、C、D位于同一圆周上的四点，如图3-1 所示，分别求将一实验电荷q0从A点移到B、C、D各点电场力的功。D图3-1A-qBCDA= 0第2页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-2. 有两个点电荷带电量为nq 和-q（ n ），相距，如图所示，试证电势为零的等势面为一球面，并求出球面半径及球心坐标（设无穷远处为电势零点）。解: nqXYZ-q图3-2r+r-代入(1)式, 平方后整理得： (1)球面方程球半径: 球心: ( 0, , 0 )第3页，共16页，2022年，5

2、月20日，7点1分，星期五3-3.半径为R的均匀带电圆盘，电荷面密度为 ，设无穷远处为电势零点，则圆盘中心O点的电势 0 = ? 解:Or第4页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-4 求在电偶极子轴线上，距离偶极子中心为处的电势，已知电偶极矩的值为 p .解:(观察点位于+q一侧取正, 位于-q一侧取负)第5页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-5 点电荷 q1、q2、q3、q4各为 ，置于一正方形的四个顶点上，各点距正方形中心O点均为5cm. (1) 计算O点的场强和电势(2) 将试验电荷 q0 从无穷远处移至O点，电场力作功多少?(3) 问电势能的改

3、变为多少？ 解: (1)由对称性O点的场强 E = 0 电势 (2)(3)q1q2q3q4第6页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-6 场强大的地方，电势是否一定高？电势高的地方是否场强大？为什么？试举例说明 答: 否 !-QE=0+负电荷附近E大，但U低均匀带电球面内E=0，但U高第7页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-7 一均匀带电圆盘, 半径为R, 电荷面密度为 , 求（）轴线上任一点的电势（用x表示该点至圆盘中心的距离）；（）利用电场强度与电势的关系，求该点的场强。解:P点处 r第8页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-8

4、电量q均匀分布在长为l 的细杆上，求在杆外延长线上与杆端距离为a 的P点的电势（设无穷远处为电势零点）。解: 取 P O dx 2l xx第9页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-9 把一个均匀带电量 +Q 的球形肥皂泡由半径r1 吹胀到r2 ，则半径为（r1r2）的高斯球面上任一点的场强大小E由 变为 ，电势由 变为 （选无穷远处为电势零点）。 0 第10页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-10半径为R的“无限长”圆柱形带电体，其电荷体密度为 ，式中A为常数, 试求:（）圆拄体内、外各点场强大小分布； （）选距离轴线的距离为l（l R）处为电势零点，

5、计算圆柱体内、外各点的电势分布。解:(1) 以圆柱轴线为轴作长h、半径r 的闭合圆柱面为高斯面. 因为电荷分布具轴对称性, 所以电场分布也具轴对称性, 于是由高斯定律: :hrhr第11页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五在圆柱体内, 在圆柱体外, hrhr第12页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五第13页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-11 (张三慧 219-3-4)两个同心球面，半径分别为R1、R2（R1R2），分别带电Q1、Q2。设电荷均匀分布在球面上，求两球面的电势及二者间的电势差。不管Q1大小如何，只要是正电荷，内球电势总高

6、于外球；只要是负电荷，内球电势总低于外球。试说明其原因。解：均匀带电球面内外的电势分布为球面内球面外由电势叠加得内球电势外球电势第14页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五二者间的电势差 只要Q1是正电荷，内球电势总高于外球；只要Q1是负电荷，内球电势总低于外球。这是由于两球面间的电势差由两球面间的电场分布决定 ，而该电场只与Q1有关。3-12（张三慧 236-3-30 ）一个动能为4.0MeV的粒子射向金原子核，求二者最接近时的距离。粒子的电荷为2e，金原子核的电荷为79e，将金原子核视为均匀带电球体并且认为它保持不动。解：由能量守恒可得第15页，共16页，2022年，5月20日，7点1分，星期五3-13 一边长为4d和3d的长方形的对角上放置电荷量为q1=4C的两个点电荷，在边长为2d和d的较小长方形的长边两端放置电荷量为q2=6C的两个点电荷，求当小长方形绕大长方形的长边转到图中虚线所示位置时，外力反抗电场力所作的功