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