2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：靜止電荷場（15張PPT）

1、靜止電荷場課件 長為15cm的直導(dǎo)線AB，均勻分布著線密度= 510-9Cm-1的電荷，求：1）在導(dǎo)線延長線上BP=R=5cm處P點(diǎn)的電勢。2）在AB的垂直平分線上與導(dǎo)線中點(diǎn)相距R= 5cm的Q點(diǎn)的電勢。Prdqr1RxQ解：Prdqr1RxQL/2 由上題所求得的電勢表示式，用電勢梯度計(jì)算P點(diǎn)與Q點(diǎn)的電場強(qiáng)度解：設(shè)棒長為，則上題中對棒延長線上的一點(diǎn)的電勢表示式為：棒垂直分線上一點(diǎn)的電勢表示式為： 電荷Q均勻分布在半徑為R的球體內(nèi)，試計(jì)算：1）球內(nèi)一點(diǎn)的電勢。2）球外一點(diǎn)的電勢。rroAS解：對球內(nèi)一點(diǎn)，由高斯定理球外一點(diǎn)的場強(qiáng)由電勢定義式可得 一半徑為R，電量為Q的均勻帶電圓盤，求圓盤軸線上

2、與盤心相距為x的P點(diǎn)的電勢解：如圖所示，取電荷元dqpROrxd 若有一電場，其電勢表示式為 式中a和b為恒量，求空間任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度。解： 已知電勢Ux 的關(guān)系如圖所示。試求各區(qū)間的E，并作Ex關(guān)系圖-8-6-2-42466-60fgabcdehX（米）U（伏）12-8-6-2-4260463-3X（米）E（伏/米）-6解：由圖Ux可見， U與x有線性關(guān)系在a-b 區(qū)間同理b-c 區(qū)間c-e 區(qū)間e-f 區(qū)間f-g 區(qū)間g-h 區(qū)間 一電子在靜電場中經(jīng)加速電壓加速，問：1）若電子質(zhì)量與速度無關(guān)，把靜止電子加速到光速要多高的電壓？2）若考慮相對論效應(yīng)，靜止電子經(jīng)過上述電壓加速后的速度多大？解：

3、1）由動能定理可得：2）若考慮相對論效應(yīng) 如圖所示，一個原來不帶電的金屬球內(nèi)挖一任意的空腔，腔內(nèi)放置一電荷為+q的點(diǎn)電荷。1）畫出金屬球上的感應(yīng)電荷的大致分布；2）畫出金屬球外的電場分布；3）如何求得感應(yīng)電荷在球心處所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度？q1q2Rq.rA 解：A球外表面有感應(yīng)電荷q1+ q2，兩空腔表面分別有感應(yīng)電荷-q1和-q2 由于q1 電荷受它所在空腔表面的感應(yīng)電荷的合力為零，且由于靜電屏蔽，它不受空腔外部其他電荷作用所受合力為零。同理q2電荷所受合力也為零 電荷q 只受A球外表面的感應(yīng)電荷作用。當(dāng)r R時(shí)，感應(yīng)電荷均勻分布q所受作用力為：q1q2Rq.rA 半徑為0.10m的金屬球A帶電q=1.0 10-8C ，把一個原來不帶電的半徑為0.2m的薄金屬球殼B同心罩在A球外面。求：1）在離球心距離為0.15m處P點(diǎn)的電勢；2）若把A和B用導(dǎo)線相聯(lián)接，此時(shí)P點(diǎn)的電勢。解：1）2）此時(shí)電荷全分布在B球外表面rR2AR1BP 半徑為r1和 r2 （r1 r2）的兩相互絕緣的同心導(dǎo)體球殼，現(xiàn)令內(nèi)球帶上+q電荷問：1）外球的電荷分布及電勢；2）把外球接地后，外球的電荷及電勢；3）拆去外球的接地線后，再使內(nèi)球接地，此時(shí)內(nèi)、外球的電荷及它們的電勢各為多少？ 解：1）外球內(nèi)表面電荷為-q