物理学课件第06章习题课(江南大学).ppt
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1 P45三 15如图5 34所示 在x轴上放置一端在原点 x 0 长为l的带电细棒 其线电荷密度 kx的正电荷 其中k为常数 若取无限远处电势为零 试求 1 y轴上任一点P的电势 2 试用场强与电势的关系求Ey 解 1 2 P45三 15如图5 34所示 在x轴上放置一端在原点 x 0 长为l的带电细棒 其线电荷密度 kx的正电荷 其中k为常数 若取无限远处电势为零 试求 1 y轴上任一点P的电势 2 试用场强与电势的关系求Ey 解 1 2 3 P45三 16如图5 35所示 一半径为R的均匀带正电圆环 其电荷线密度为 在其轴线上有A B两点 它们与环心的距离分别为和 一质量为m 带电荷量q的粒子从A点运动到B点 求在此过程中电场力所做的功 解 作业 无预习 马P234 251 作业 第六章静电场中的导体和电介质 考试时间 第10周第二次课地点 待定 5 习题课 第六章静电场中的导体与电介质 6 一 导体和静电场 1 处理导体静电平衡问题的理论和方法 1 静电平衡条件 2 三点推论 3 电荷守恒定律 4 第五章的全部静电场理论 5 一个结论 壳内电荷 包括内壁上的电荷 在内壁之外的场为零 壳外电荷 包括外壁上的电荷 在外壁之内的场为零 7 假设导体已处于静电平衡状态 利用上述理论处理问题 2 处理导体静电平衡问题的方法 注意 不要无理论依据 由自己的想象做一些假设 3 主要应用 1 求电场强度 电势的分布 分别有三和二种方法 和电势差问题 2 导体表面电荷所受的静电力问题 3 平行板导体组问题 8 4 求电容器的电容问题 例题前面已讲过 5 电容器的串并联问题 不做要求 7 一个结论的应用问题 6 电容器的储能和静电场的能量问题 介质中讲例题 例 指导书P44三 13 图5 32为两个半径均为R的非导体球壳 表面均匀带电 带电量分别为 Q和 Q 两球心相距为d d 2R 求两球心间的电势差 8 导体球外有一点电荷问题 9 例 指导书P44三 13 图5 32为两个半径均为R的非导体球壳 表面均匀带电 带电量分别为 Q和 Q 两球心相距为d d 2R 求两球心间的电势差 解 10 q 解 内球有电荷吗 只要 内球就可带电q 例1 马书P2296 8 一导体球半径为R1 外罩一半径为R2的同心薄导体球壳 外球壳所带总电荷为Q 而内球的电势为V0 求此系统的电势和电场分布 11 利用均匀带电球面的电势公式和电势叠加原理求解 利用电势梯度法求出电场强度 结束了吗 12 利用题给条件求出q 13 解 例2一空气平行板电容器电容为C 两极板间距为d 充电后 两极板间相互作用力为F 求两极板间的电势差和极板上电荷量的大小 14 例3 指导书P53三 1 马书P2296 10 两块带电量分别为Q1 Q2的导体平板平行相对放置 如图所示 假设导体平板面积为S 两块平板间距为d 并且 试证明 1 相向的两面电荷密度大小相等符号相反 2 相背的两面电荷密度大小相等符号相同 Q1Q2 15 解 1 d S Q1Q2 2 16 17 讨论 试求两导体板各表面的电荷面密度 联立求解上述四式可得 18 例4在 无限大 导体中挖去一个半径为R的球形空腔 一正点电荷q放在空腔内离球心O为a之处 已知空腔表面上负电荷分布如图1所示 现在另有一个原不带电的导体球壳 内半径也为R 若把正点电荷q也放在空腔内离球心O为a之处 如图2所示 试判断下述说法正确与否 两图中内表面电荷分布相同 图2外表面正电荷均匀分布 图2 图1 19 解由一个结论可知 该说法正确 图1 图2 一个结论 壳内电荷 包括内壁上的电荷 在内壁之外的场为零 壳外电荷 包括外壁上的电荷 在外壁之内的场为零 1 两图中内表面电荷分布相同 图2外表面正电荷均匀分布 20 例5 马书P2286 6 不带电的导体球A含有两个球形空腔 两空腔中心分别有一点电荷qb qc 导体球外距导体球较远的r处还有一个点电荷qd 如图所示 试求点电荷qb qc qd各受多大的电场力 一个结论 壳内电荷 包括内壁上的电荷 在内壁之外的场为零 壳外电荷 包括外壁上的电荷 在外壁之内的场为零 21 一个结论 壳内电荷 包括内壁上的电荷 在内壁之外的场为零 壳外电荷 包括外壁上的电荷 在外壁之内的场为零 由一个结论可知 qb qc受力为零 解 由和电荷守恒定律知 A表面带电 qb qc 依题意又知qd距导体很远 故qd受力为 22 例6如图所示 将一个电荷量为q的点电荷放在一个半径为R的不带电的导体球附近 点电荷距导体球心为d 参见附图 设无限远处为零电势 则在导体球内任一点P有 23 解 由电荷守恒定律可知 导体球表面感应电荷分布如图所示 再注意到静电平衡时导体是等势体 故导体内任一点P的电势与O点相等 因此由电势叠加原理可知 由静电平衡条件可知 故应选A 24 例6 指导书P51 如图6 4所示 将一个电荷量为q的点电荷放在一个半径为R的不带电的导体球附近 点电荷距导体球心为d 设无限远处为零电势 则在导体球球心O点有 Odq R 故应选A 25 二 电介质和静电场 1 电位移和电场强度 2 电势和电势差 3 电容器的电容 4 电容器中的储存的静电能 5 静电场的能量 q U C q U 26 例7一半径为a的导体球 被围在内半径为b 外半径为c 相对介电系数为 r的同心介质球壳内 若导体球带电荷量为Q 求D r E r 和导体表面电势 27 解 28 29 30 例8一球形导体 带电荷量为q 置于一任意形状的空腔导体内 当用导线将两者连接后 与未连接前相比 系统的静电场能量将 A 增大 B 减少 C 不变 D 无法确定 q 31 例9一均匀带电为Q的球体 半径为R 试求其电场储存的能量 R Q 32 R Q 解 33 34 例10两个同轴圆柱面长为l 由内径为R1 外径为R2的两无限长金属圆柱面构成 单位长度带电量分别为 其间充有 电介质 求 1 两柱面间的静电场能量 2 电容 解 1 35 END 2 36 P50 52选择 填空题讨论 一 1一 3一 4一 6一 7一 9一 11二 2二 3 END- 配套讲稿:
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