第6章-靜電場-課件

6-1關(guān)于電場強(qiáng)度的定義式，下列說法中哪個是正確的？

[A]（B）場強(qiáng)的大小與試探電荷的大小成反比；（A）對場中某點(diǎn)，試探電荷受力與的比值不因而變；（C）試探電荷受力的方向就是場強(qiáng)的方向；（D）若場中某點(diǎn)不放試探電荷，則，從而1ppt課件6-2在電場中某點(diǎn)P放入試探電荷q0,測得電場力為,則該點(diǎn)的場強(qiáng)為

,若放入另一試探電荷-q0,測得P點(diǎn)場強(qiáng)為

，-q0受的電場力=

.解：正如6-1題中所指出的，一個電場一旦給定，則對場中某點(diǎn)，其電場強(qiáng)度就唯一地確定了，也即：試探電荷在此點(diǎn)受的力與的比值不因的改變而改變；電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)的物理意義即為：單位正電荷在此點(diǎn)處所受的電場力。2ppt課件6-3

兩個間距為r的正點(diǎn)電荷q1與q2，在引入另一點(diǎn)電荷q3后，三個點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，則q3位于q1與q2連線之—間—（填“間”或“外”），q3與q1與的距離r13=——；q3的電量為——

q1q2q3r12r13r23

解：要想使三個點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，q3必須為負(fù)電荷，且q3必須位于q1與q2之間的連線上，如圖示。由庫侖定律有：解得由三個點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)有：3ppt課件6-4電量Q(

Q

>

0

)均勻分布在長為2L的細(xì)棒上，在細(xì)棒的延長線上距細(xì)棒中心O距離為x的P點(diǎn)處放一帶電量為q(

q

>

0

)的點(diǎn)電荷，求帶電細(xì)棒對該點(diǎn)電荷的靜電力．

建立如圖所示的坐標(biāo)系在帶電直線上取電荷元它在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小為且各均同向(向右)解：∴點(diǎn)電荷受力：的方向：沿x軸正向，即：在帶電直線延長線上遠(yuǎn)離O點(diǎn)向右.

4ppt課件6-5如圖所示，半徑為Ｒ的半圓弧上均勻帶電，電荷總量為Q,圓心在原點(diǎn)，求圓心O的電場強(qiáng)度。解：設(shè)Q為正電荷分布關(guān)于y軸對稱，易知，半圓弧上關(guān)于y軸對稱的任意一對點(diǎn)電荷（電荷量可取為相等）在圓心O處的電場沿x方向的分量抵消。θdθ如圖，在半圓弧上任取一弧長為的點(diǎn)電荷，其電荷量為此點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場強(qiáng)度沿y軸的分量為則：即沿y軸負(fù)向5ppt課件6-6用不導(dǎo)電的細(xì)塑料棒彎成一個半徑為R、帶有缺口的圓環(huán)，缺口寬度d<<R，電量為Q的正電荷均勻分布在環(huán)上,求圓心處場強(qiáng)的方向和大小.解:(補(bǔ)償法)設(shè)想缺口帶電環(huán)由一個完整的圓環(huán)（帶電）和帶電的缺口（由于d<<R

，此缺口可視為點(diǎn)電荷）疊加而成。由于對稱性，完整帶電圓環(huán)在圓心處場強(qiáng)為零。則缺口帶電環(huán)在圓心處的場強(qiáng)和缺口處帶電的點(diǎn)電荷在圓心處的場強(qiáng)等價(jià)=+方向如圖所示（由圓心指向缺口）6ppt課件6-7如圖所示，在一個很大的均勻帶電（面電荷密度為

）平面的中部開一個半徑為R的小圓孔，求通過小圓孔中心并與平面垂直的直線上P點(diǎn)的電場強(qiáng)度。在大平面上取極坐標(biāo)系則面元

沿x軸背離平面由對稱性可知:（1）疊加法解:dSdE→7ppt課件（2）補(bǔ)償法+=P場強(qiáng)疊加，取豎直向上為正方向8ppt課件6-8如圖所示，一寬度為d、長為無限大的平面均勻帶電，電荷面密度為σ，求與之在同一平面內(nèi)、距離近邊距離為a的P點(diǎn)的電場強(qiáng)度。σdPaOx取如圖所示的x軸，原點(diǎn)在平面的最左端。解:取寬度dx的一部分（相當(dāng)于一根無限長均勻帶電直線），其電荷分布的線密度為：此無限長直帶電線在P點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小為xdxa+d-x方向沿x軸正向則整個帶電平面在P點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小為方向沿x軸正向9ppt課件6-9如圖所示，一厚度為a的無限大平板，電荷體密度為ρ，求與板面距離為b的P點(diǎn)的電場強(qiáng)度。解：用疊加法求解，在x處取寬為dx的薄層(為一無限大均勻帶電平面)，電荷面密度為：該薄層產(chǎn)生的電場為：則整個無限大平板在P點(diǎn)的電場：PbaPbaxxdx方向沿x軸正向10ppt課件6-10關(guān)于高斯定理的理解有下面幾種說法，其中正確的是（C）

(A)如果高斯面上處處為零，則該面內(nèi)必?zé)o電荷．(B)如果高斯面內(nèi)無電荷，則高斯面上處處為零．(D)如果高斯面上處處不為零，則高斯面內(nèi)必有電荷．(C)如果高斯面內(nèi)凈電荷不為零，則通過高斯面的電通量必不為零．(E)高斯定理僅適用于具有高度對稱性的電場．11ppt課件6-11如圖所示，閉合曲面S內(nèi)有一點(diǎn)電荷q，P為S面上一點(diǎn)，在S面外A點(diǎn)有一點(diǎn)電荷,若將移至B點(diǎn)，則（A）(A)穿過S面的電通量不變，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度改變；(B)穿過S面的電通量改變，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變；(C)穿過S面的電通量和P點(diǎn)的電場強(qiáng)度都不變；(D)穿過S面的電通量和P點(diǎn)的電場強(qiáng)度都改變．解：穿過閉合曲面的電通量與面外電荷無關(guān)，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度由內(nèi)外電荷決定.12ppt課件6-12(1)點(diǎn)電荷q位于邊長為a的正立方體的中心，通過此立方體的每一面的電通量各是多少？(2)若電荷移至正方體的一個頂點(diǎn)上，則通過每個面的電通量又各是多少？(b)該頂點(diǎn)可視為邊長等于2a的大立方體的中心,通過每個大面的電通量為解:(a)因?yàn)?個全等的正方形組成一個封閉面,所以每個小立方體中不經(jīng)過該頂點(diǎn)的三個小面上的電通量為而通過該頂點(diǎn)的另三個小面的電通量為0.13ppt課件6-13半徑分別為R1、R2的均勻帶電球面同心放置（R1<R2

），帶電量分別為Q1、Q2，求電場分布。解:系統(tǒng)具球?qū)ΨQ性,取球形高斯面,(1)E1

=0（2）Q1Q2(3)(E不是r的連續(xù)函數(shù),在兩個球面處有躍變)r<R1R1<r<R2r>R214ppt課件6-14半徑R1的無限長圓柱形帶電體，電荷體密度為ρ，外面有一半徑為R2的無限長同軸圓柱面，電荷面密度為σ，求場強(qiáng)分布。解:電荷分布有圓柱對稱性,取圓柱形高斯面

取長度為L的一段L圓柱形高斯面的兩個端面上無電通量（1）r<R1（2）R1<r<R2（3）r>R215ppt課件6-15半徑R的球形帶電體，電荷體密度為ρ=Ar（r≤R,A為常數(shù)），總帶電量為Q，求球內(nèi)外各點(diǎn)的場強(qiáng)分布。解:系統(tǒng)具球?qū)ΨQ性,取球形高斯面(1)(2)在球內(nèi)，即r<R，半徑為r的球形高斯面內(nèi)所包圍的電荷為在球外，即r>R，半徑為r的球形高斯面內(nèi)所包圍的電荷為（題設(shè)條件多余了，A和Q有的限制）16ppt課件6-16半徑R的無限長圓柱形帶電體，電荷體密度為