電磁第三章精品課件

1、電磁第三章第1頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-1.點電荷-q位于圓心處，A、B、C、D位于同一圓周上的四點，如圖3-1 所示，分別求將一實驗電荷q0從A點移到B、C、D各點電場力的功。D圖3-1A-qBCDA= 0第2頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-2. 有兩個點電荷帶電量為nq 和-q（ n ），相距，如圖所示，試證電勢為零的等勢面為一球面，并求出球面半徑及球心坐標（設(shè)無窮遠處為電勢零點）。解: nqXYZ-q圖3-2r+r-代入(1)式, 平方后整理得： (1)球面方程球半徑: 球心: ( 0, , 0 )第3頁，共16頁，2022年，5

2、月20日，7點1分，星期五3-3.半徑為R的均勻帶電圓盤，電荷面密度為 ，設(shè)無窮遠處為電勢零點，則圓盤中心O點的電勢 0 = ? 解:Or第4頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-4 求在電偶極子軸線上，距離偶極子中心為處的電勢，已知電偶極矩的值為 p .解:(觀察點位于+q一側(cè)取正, 位于-q一側(cè)取負)第5頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-5 點電荷 q1、q2、q3、q4各為 ，置于一正方形的四個頂點上，各點距正方形中心O點均為5cm. (1) 計算O點的場強和電勢(2) 將試驗電荷 q0 從無窮遠處移至O點，電場力作功多少?(3) 問電勢能的改

3、變?yōu)槎嗌伲?解: (1)由對稱性O(shè)點的場強 E = 0 電勢 (2)(3)q1q2q3q4第6頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-6 場強大的地方，電勢是否一定高？電勢高的地方是否場強大？為什么？試舉例說明 答: 否 !-QE=0+負電荷附近E大，但U低均勻帶電球面內(nèi)E=0，但U高第7頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-7 一均勻帶電圓盤, 半徑為R, 電荷面密度為 , 求（）軸線上任一點的電勢（用x表示該點至圓盤中心的距離）；（）利用電場強度與電勢的關(guān)系，求該點的場強。解:P點處 r第8頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-8

4、電量q均勻分布在長為l 的細桿上，求在桿外延長線上與桿端距離為a 的P點的電勢（設(shè)無窮遠處為電勢零點）。解: 取 P O dx 2l xx第9頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-9 把一個均勻帶電量 +Q 的球形肥皂泡由半徑r1 吹脹到r2 ，則半徑為（r1r2）的高斯球面上任一點的場強大小E由 變?yōu)?，電勢由 變?yōu)?（選無窮遠處為電勢零點）。 0 第10頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-10半徑為R的“無限長”圓柱形帶電體，其電荷體密度為 ，式中A為常數(shù), 試求:（）圓拄體內(nèi)、外各點場強大小分布； （）選距離軸線的距離為l（l R）處為電勢零點，

5、計算圓柱體內(nèi)、外各點的電勢分布。解:(1) 以圓柱軸線為軸作長h、半徑r 的閉合圓柱面為高斯面. 因為電荷分布具軸對稱性, 所以電場分布也具軸對稱性, 于是由高斯定律: :hrhr第11頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五在圓柱體內(nèi), 在圓柱體外, hrhr第12頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五第13頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-11 (張三慧 219-3-4)兩個同心球面，半徑分別為R1、R2（R1R2），分別帶電Q1、Q2。設(shè)電荷均勻分布在球面上，求兩球面的電勢及二者間的電勢差。不管Q1大小如何，只要是正電荷，內(nèi)球電勢總高

6、于外球；只要是負電荷，內(nèi)球電勢總低于外球。試說明其原因。解：均勻帶電球面內(nèi)外的電勢分布為球面內(nèi)球面外由電勢疊加得內(nèi)球電勢外球電勢第14頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五二者間的電勢差 只要Q1是正電荷，內(nèi)球電勢總高于外球；只要Q1是負電荷，內(nèi)球電勢總低于外球。這是由于兩球面間的電勢差由兩球面間的電場分布決定 ，而該電場只與Q1有關(guān)。3-12（張三慧 236-3-30 ）一個動能為4.0MeV的粒子射向金原子核，求二者最接近時的距離。粒子的電荷為2e，金原子核的電荷為79e，將金原子核視為均勻帶電球體并且認為它保持不動。解：由能量守恒可得第15頁，共16頁，2022年，5月20日，7點1分，星期五3-13 一邊長為4d和3d的長方形的對角上放置電荷量為q1=4C的兩個點電荷，在邊長為2d和d的較小長方形的長邊兩端放置電荷量為q2=6C的兩個點電荷，求當小長方形繞大長方形的長邊轉(zhuǎn)到圖中虛線所示位置時，外力反抗電場力所作的功