物理學課件第06章習題課(江南大學).ppt

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1、P45三.15如圖5-34所示,在x軸上放置一端在原點(x=0)長為l的帶電細棒,其線電荷密度λ=kx的正電荷,其中k為常數(shù).若取無限遠處電勢為零.試求:(1)y軸上任一點P的電勢.(2)試用場強與電勢的關系求Ey.解(1)xO?yPlxdxy1P45三.15如圖5-34所示,在x軸上放置一端在原點(x=0)長為l的帶電細棒,其線電荷密度λ=kx的正電荷,其中k為常數(shù).若取無限遠處電勢為零.試求:(1)y軸上任一點P的電勢.(2)試用場強與電勢的關系求Ey.解(1)xO?yPlxdxy(2)2P45三.16如圖5-35所示,一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán),其電荷線密度為λ。在其軸線

2、上有A、B兩點,它們與環(huán)心的距離分別為和。一質量為m、帶電荷量q的粒子從A點運動到B點。求在此過程中電場力所做的功。··λROABx圖5-35解3作業(yè):無預習:馬P234-251作業(yè)第六章靜電場中的導體和電介質考試時間: 第10周第二次課 地點:待定4習題課第六章 靜電場中的導體與電介質5一.導體和靜電場1.處理導體靜電平衡問題的理論和方法(1)靜電平衡條件:(2)三點推論:(3)電荷守恒定律(4)第五章的全部靜電場理論(5)一個結論:殼內電荷(包括內壁上的電荷)在內壁之外的場為零;殼外電荷(包括外壁上的電荷)在外壁之內的場為零.6假設導體已處于靜電平衡狀態(tài),利用上述理論處理問

3、題.2.處理導體靜電平衡問題的方法注意:不要無理論依據,由自己的想象做一些假設.3.主要應用(1)求電場強度、電勢的分布(分別有三和二種方法)和電勢差問題(2)導體表面電荷所受的靜電力問題(3)平行板導體組問題7(4)求電容器的電容問題(例題前面已講過)(5)電容器的串并聯(lián)問題(不做要求)(7)一個結論的應用問題(6)電容器的儲能和靜電場的能量問題(介質中講例題)例(指導書P44三.13)圖5-32為兩個半徑均為R的非導體球殼,表面均勻帶電,帶電量分別為+Q和-Q,兩球心相距為d(d>2R)。求兩球心間的電勢差。(8)導體球外有一點電荷問題R+QR-QdO1O28例(指導書P4

4、4三.13)圖5-32為兩個半徑均為R的非導體球殼,表面均勻帶電,帶電量分別為+Q和-Q,兩球心相距為d(d>2R)。求兩球心間的電勢差。解R+QR-QdO1O29R1V0R2Qq解內球有電荷嗎?只要,內球就可帶電q.例1(馬書P2296-8)一導體球半徑為R1,外罩一半徑為R2的同心薄導體球殼,外球殼所帶總電荷為Q,而內球的電勢為V0。求此系統(tǒng)的電勢和電場分布。10R1V0R2Qq利用均勻帶電球面的電勢公式和電勢疊加原理求解:利用電勢梯度法求出電場強度:結束了嗎?11利用題給條件求出q:R1V0R2Qq12解d+Q-QF++++++------例2一空氣平行板電容器電容為C,

5、兩極板間距為d,充電后,兩極板間相互作用力為F,求兩極板間的電勢差和極板上電荷量的大小.13dS例3(指導書P53三.1;馬書P2296-10)兩塊帶電量分別為Q1、Q2的導體平板平行相對放置(如圖所示),假設導體平板面積為S,兩塊平板間距為d,并且。試證明(1)相向的兩面電荷密度大小相等符號相反;(2)相背的兩面電荷密度大小相等符號相同。Q1Q214解(1)dSQ1Q2△S由高斯定理得(2)p在導體板內任取一點P,注意到導體內場強為零,由電場強度疊加原理可得15dSQ1Q2p16dSQ1Q2p討論試求兩導體板各表面的電荷面密度.聯(lián)立求解上述四式可得17例4在“無限大”導體中挖

6、去一個半徑為R的球形空腔,一正點電荷q放在空腔內離球心O為a之處,已知空腔表面上負電荷分布如圖1所示?,F(xiàn)在另有一個原不帶電的導體球殼,內半徑也為R,若把正點電荷q也放在空腔內離球心O為a之處,如圖2所示。試判斷下述說法正確與否:兩圖中內表面電荷分布相同,圖2外表面正電荷均勻分布。+qRaO------------+qRaO------------圖2圖118+qRaO------------+qRaO------------解由一個結論可知,該說法正確。圖1圖2一個結論:殼內電荷(包括內壁上的電荷)在內壁之外的場為零;殼外電荷(包括外壁上的電荷)在外壁之內的場為零.1兩圖中內表

7、面電荷分布相同,圖2外表面正電荷均勻分布?19例5(馬書P2286-6)不帶電的導體球A含有兩個球形空腔,兩空腔中心分別有一點電荷qb、qc,導體球外距導體球較遠的r處還有一個點電荷qd(如圖所示)。試求點電荷qb、qc、qd各受多大的電場力。rA一個結論:殼內電荷(包括內壁上的電荷)在內壁之外的場為零;殼外電荷(包括外壁上的電荷)在外壁之內的場為零.20rA一個結論:殼內電荷(包括內壁上的電荷)在內壁之外的場為零;殼外電荷(包括外壁上的電荷)在外壁之內的場為零.由一個結論可知,qb、qc受

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