物理习题课于欣欣

计算题考点静电感应高斯定理、电势电场的能量磁场的安培环路定理法拉第电磁感应定律求电动势动生电动势杨氏双缝干涉单缝衍射、光栅衍射光电效应选择题15分；填空题15分；计算题70分。计算题以书（包括教材上、下册和习题解答）上例题和课后习题为主。静电感应静电平衡条件（1）导体内部场强（2）导体表面场强垂直导体表面思考：达到静电平衡后，带电球体的电荷分布，带电同心球壳的电荷分布。会计算由同心导体球壳和平行导体板组合存在时带电体上的电荷分布及空间的静电场分布。2.（1）腔内无带电体1）空腔内部场强为零，整个腔体是一个等势体。2）若空腔导体带电，则电荷只分布于空腔导体外表面，内表面无电荷。（2）腔内有带电体（P183图9-1-7）1）导体中场强为零2）空腔内部的电场决定于腔内带电体，空腔外电场决定于空腔外表面的电荷分布。3）空腔的内表面所带电荷与腔内带电体所带电荷等量异号。高斯定理、电势真空中的高斯定理通过任意闭合曲面的电场强度通量等于该闭合曲面所包围的电量代数和q的1/0介质中的高斯定理通过有电介质的静电场中任一闭合曲面的电位移通量，等于该曲面所包围的自由电荷的代数和。电势：电场中a点的电势，在量值上等于单位正电荷在该点具有的静电能；或等于单位正电荷从a点沿任意路径移到电势零点处电场力所做的功。对有限大带电体，通常选择无限远处为电势零点。对“无限大”带电体只能在场内选一个适当位置作电势零点。电势是标量；电场强度是矢量，填空时要注意方向。电势求解已知电荷分布，尚不知电场强度的分布，利用求解电荷分布具有对称性，先利用高斯定理求出电场的分布，通过式计算电势。例.带电导体球A与带电导体球壳B同心，A球带电荷q，B球带电荷Q，求：（1）各表面电荷分布；（2）导体球A的电势UA；（3）将B接地，各表面电荷分布；（4）将B的地线拆掉后，再将A接地时，各表面电荷分布。解：（1）根据静电平衡条件：电荷分布在导体表面，知A表面带电荷q，求和B内表面带电荷-q，外表面带电荷Q+q（2）（3）将B接地，，故球壳B外表面无电荷，内表面带电荷-q；A球不变，表面带电荷q。（4）将B的地线拆掉后，再将A接地，UA=0.设此时A表面电荷q’，则B内表面电荷为-q’，B外表面-q+q’，即例1有一外半径R1、内半径R2的金属球壳B,其中放一半径为R3的金属球A，球壳B和球A均带有电量为q的正电荷.问：(1)两球电荷分布.(2)球心的电势.(3)球壳电势.R3R2R1

解：(1)电荷分布如图所示:球面q,壳内表面-q,壳外表面2q,且所有电荷是均匀分布的.++++++++++++++++++++--------(2)由高斯定理得电场分布为:(3)同理,球壳电势为:R3R2R1++++++++++++++++++++--------(2)

选积分路径沿径向,球心电势为:电场的能量电场能量密度电场能量电容器的能量电容、电场强度、电势的求解平行板电容器模型

多是通过计算电容、电势，应用电容器能量公式求解P207例9-5-2球壳模型P207例9-5-1

多是通过应用高斯定理求解电场强度，再运用电场能量密度通过积分求解。例1.

半径为R=10cm的金属球,带有电荷为q=1.0×10-5C,位于εr=2的无限大均匀电介质中,求这带电球体的电场能量.解法一:由高斯定理,可得离开球心为r(r>R)处的场强:该处电场能量密度为:取如图所示同心球壳作为体积元,则积分可得整个电场的能量:代入数值.解法二:由孤立导体球的电容表达式可知所以带电球体的电场能量为:结果一致例2.

一空气平板电容器电容C=1.0×10-12F,当充电至Q=1.0×10-12C时切断电源.求(1)极板间电势差及电场能量(2)若将极板间距增加一倍,能量是增加还是减少?为什么