高等教育出版社:《物理学教程》教材电子教案(PPT课件,马文蔚第二版)第十章 静电场中的导体与电介质 习题课选讲例题

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例 一导体球半径为R,带电量q,在离球心O 为r(r<R)处一点的电势为(设“无限远”处为电势 零 点) ☆ q (A) 0 (B) 4π8R q (C) 4π8o' (D) 4π8o1 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) 例 一导体球半径为 R ,带电量 q ,在离球心 O 为 r(r < R)处一点的电势为(设“无限远”处为电势 零 点) (A) 0 (B) (C) (D) R q 4π 0 r q 4π 0 r q π 0 4 −

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例两个均匀带电同心球面,半径分别为R,和 R2,所带电量分别为21和22,设无穷远处为电势零 点,则距球心r的P点(R1<r<R2)电势为 ☆(A) 92 4元8R2 (B) 4π6or 4兀8o 4π8o” 9 92 (C) (D) 92 4πeR4π8R2 4π60R1 4元80r 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) 例 两个均匀带电同心球面,半径分别为 R1 和 R2 ,所带电量分别为 Q1 和 Q2 ,设无穷远处为电势零 点,则距球心 r 的 P 点(R1< r < R2)电势为 (A) (B) (C) (D) 0 2 2 0 1 4π 4π R Q r Q + r Q r Q 0 2 0 1 4π 4π + 0 2 2 0 1 1 4π 4π R Q R Q + r Q R Q 0 2 0 1 1 4π 4π +

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例有一外表形状不规则的带电的空腔导体,比 较A、B两点的电场强度E和电势J,应该是:() ★(1)E4=EB,U4=UB EA=EB,UAUB (4)E4≠EB,U4=UB 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) 例 有一外表形状不规则的带电的空腔导体,比 较 、 B 两点的电场强度 E 和电势 ,应该是: () (1) (2) (3) (4) EA = EB UA =UB , A U EA EB UA =UB , EA = EB UA UB , EA = EB UA UB , B A

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例两个半径相同的金属球,一为空心,一为实 心,两者的电容值相比较 (A)空心球电容值大 (B)实心球电容值大 ★(C) 两球电容值相等 (D)大小关系无法确定 例一球形导体,带电量g,置于一任意形状的导 体空腔中,当用导线将两者连接后,则系统静电场能将 (A)增加★(B)减少 (C)不变 (D)无法确定 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) 例 一球形导体,带电量q,置于一任意形状的导 体空腔中,当用导线将两者连接后,则系统静电场能将 (A)增加 (B)减少 (C)不变 (D)无法确定 q 例 两个半径相同的金属球,一为空心,一为实 心,两者的电容值相比较 (A)空心球电容值大 (B)实心球电容值大 (C)两球电容值相等 (D)大小关系无法确定

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例:已知A、B两球半径之比为2/1,A球带电Q, B球不带电,现使两球接触再分开,当A、B相距d时, 求:两球间的静电力,两球的电能之比。(d>>R) 解接触时,两球电势相等球形导体的电容 C=4π6R =CU /O =RA/RB RA O+28=9 W C/CR=2 0.=0,0=30 2C 02 F 4π8d2 18πed2 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) 例:已知 A 、B 两球半径之比为 2 / 1 ,A 球带电 Q , B 球不带电,现使两球接触再分开,当A、B 相距 d 时, 求:两球间的静电力,两球的电能之比。(d >> R) 解 接触时,两球电势相等 Q = CU QA +QB = Q QA Q QB Q 3 1 3 2 = , = 2 0 2 2 0 2 4 18 9 2 d Q d Q F = = RA RB C Q We 2 2 = WeA /WeB = 2 / = 2 CA CB 球形导体的电容 C = 4 0 R QA QB = RA RB

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例:如图将一负电荷从a点经任意路径到b点, 问电场力的功的正负?判断a,b点电势的高低? 答:W。O EPb Va= Va>Vb 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) 例:如图将一负电荷从 a 点经任意路径到 b 点, 问电场力的功的正负? 判断 a ,b 点电势的高低 ? − q E a b 0 We Va Vb 答: EPb − EPa 0 q E V Pb b − = q E V Pa a − =

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例两块平行的导体板,面积为S,其线度比两板 间距离大得多,若两板分别带正Q,Qb的电量,(1) 求每块板表面的电荷面密度; 解 (1)根据电荷守恒定律,有 o1·S+02·S=Q。 S o3S+o4S=Q。 61 2 63 64 高斯定理 $E.d5=002=-03 Ep 01 62 03 64二0 =04 260 280 260 260 0a+9b 01=04 02= 25 25 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) Qa Qb 例 两块平行的导体板,面积为S,其线度比两板 间距离大得多,若两板分别带正 的电量,(1) 求每块板表面的电荷面密度; , Q Qa b 解 (1)根据电荷守恒定律,有 1 2 3 4 a b S S Q S S Q + = + = P 1 2 3 4 S S Qa Qb 2 1 4 + = = S Qa Qb 2 2 − = S Qb Qa 2 3 − = 2 = − 3 1 = 4 高斯定理 d 0 s = E s 0 2 2 2 2 0 4 0 3 0 2 0 1 = − − − = Ep

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 2a+Cb 2b-9a 01=04= 2a-Cp 63 2S 2S 25 (2)若Q。=-Q。=Q,1 每块板表面的电荷面密度 是多少?若9。=Q,Q,=0呢? (a)将Q,=Q,9。=-9代入上 S 面一组解,有 01=04=002= ,9 o, 02 03 64 (b)将Q。=Q,Q=0代入 D 上面一组解,有 ∴.1=4= 02= 2S 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) (a)将 代入上 面一组解,有 , Q Q Q Q a b = = − 1 4 2 3 0; ; Q Q S S = = = = − (b)将 代入 上面一组解,有 , 0 Q Q Q a b = = 1 4 2 3 ; ; 2 2 2 Q Q Q S S S = = = = − (2)若 ,每块板表面的电荷面密度 是多少? 若 呢? Q Q Q a b = − = , 0 Q Q Q a b = = P 1 2 3 4 S Qa Qb S Qa Qb 2 1 4 + = = S Qa Qb 2 2 − = S Qb Qa 2 3 − =

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例有一外半径R=10cm和内半径R2=7cm 的金属球壳,在球壳内放一半径R=5cm的同心金 属球,若使球壳和金属球均带有g=108C的正电荷, 问两球体上的电荷如何分布?球心的电势为多少? 解根据静电平衡的条件求电荷分布 作球形高斯面S, E,=0(r<R) 作球形高斯面S) R<<R,E2d5= Eo E2 4π8r2 R2 R 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) R1 R2 R3 + q + q 例 有一外半径 和内半径 的金属球壳,在球壳内放一半径 的同心金 属球,若使球壳和金属球均带有 的正电荷, 问 两球体上的电荷如何分布?球心的电势为多少? R1 =10cm R2 = 7cm R3 = 5cm 10 C −8 q = 解 根据静电平衡的条件求电荷分布 0 ( ) 1 R3 E = r 0 S 3 2 2 2 , d q R r R E S = 作球形高斯面 2 S 2 0 2 4π r q E = S1 2 S r 作球形高斯面 S1

静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) E=0(rR,fE4ds=∑4/8=2q6 E 2q 46r2 (R<r) 第十章静电场中的导体与电介质
第十章 静电场中的导体与电介质 物理学教程 静电场中的导体与电介质习题课选讲例题 (第二版) R1 R2 R3 0 ( ) 1 R3 E = r ( ) 4π 2 3 2 0 2 R r R r q E = 根据静电平衡条件 0 ( ) 3 1 R2 E = R r d 0 0 S 3 3 = = i i E S q 0 0 S 1 4 , d 2 4 r R E S q q i = i = ( ) 4π 2 2 1 0 4 R r r q E = S3 r 4 S r + q − q + 2q
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